DE2830566A1

DE2830566A1 - Vorrichtung zum ausformen einer knochenoeffnung im hueftbein zum einsetzen einer kuenstlichen gelenkpfanne

Info

Publication number: DE2830566A1
Application number: DE19782830566
Authority: DE
Inventors: Hans Gustav Neuhaeuser
Original assignee: GUSTAV NEUHAEUSER PRAEZISIONSW
Current assignee: GUSTAV NEUHAEUSER PRAEZISIONSW
Priority date: 1978-07-12
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1980-01-24

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Ausformen einer Knochenöffnung im Hüftbein zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausformen einer Knochenöffnung im Hüftbein zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne für ein am Oberschenkelbein vorzusehendes künstliches Hüftgelenk, mit einem Fräser und mit einer Ausricht- und Führungsvorrichtung zum ausgerichteten Führen des Fräsers in einer gewünschten Arbeitsstellung.
Bei den Vorbereitungsarbeiten zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne in das Hüftbein kommt es wesentlich auf die Lage der hierzu in das Hüftbein einzuarbeitenden Knochenöffnung an.
Dabei sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, um den Fräser in einer bestimmten Arbeitsstellung zu halten. Einmal handelt es sich hierbei um optische Hilfen, die eine Einstellung mittels eines Visiers erlauben und zum anderen ist für einen neuartigen Totalendoprothesentyp (System Judet) eine Vorrichtung bekannt, die,analog zur eingangs beschriebenen Konstruktion, mit einer Ausricht- und Führungsvorrichtung ausgestattet ist. Die letztere ist durch einen mit der Hand zu haltenden Haltestiel gebildet, an dessen einem Ende der Fräser verdrehbar gehalten ist. Der Fräser ist hierbei mittels eines an diesem ansetzbaren Werkzeuges manuell intermittierend verdrehbar.
Alle diese bekannten Konstruktionen ermöglichen jedoch keine zum Hüftbein definierte Orientierung des Fräsers, die während der gesamten Fräsoperation sichergestellt ist, wobei die Vorrichtung für den Totalendoprothesentyp "Judet" noch den weiteren Nachteil aufweist, dass der Fräser bei unruhiger Handstellung verwackelt werden kann, was zum Herausreissen von einzelnen Knochenpartikeln aus dem Hüftbein führen kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die die Beibehaltung einer einmal festgelegten Achsrichtung des Fräsers relativ zum Hüftknochen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Ausricht- und Führungsvorrichtung auf das. Hüftbein aufsetzbar und relativ zu diesem in einer gewünschten Winkellage selbsthaltend justierbar ist.
Diese Vorrichtung ermöglicht es, den Fräser mit sehr hoher Genauigkeit in der erforderlichen Winkelstellung auf eine gewünschte Tiefe in das Hüftbein hineinzubewegen, wobei das bei bekannten Vorrichtungen mögliche Ausbrechen des Fräsers, was für den umliegenden Bereich der herzustellenden Knochenöffnung * nicht ungefährlich ist, praktisch unmöglich ist.
Ausserdem vollzieht sich das Ausfräsen rüttelfrei, so dass mit optimaler Präzision gearbeitet und die Knochenöffnung in kürzester Zeit fertiggestellt werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dabei zur Herstellung von Knochenöffnungen für Gelenkpfannen aller bekannten Endoprothesentypen gleich vorteilhaft geeignet.
Die selbsthaltende Justierung der Ausricht- und Führungsvorrichtung auf dem Hüftbein lässt sich vorteilhaft mittels mindestens drei im Winkelabstand voneinander angeordneten und unabhängig voneinander mindestens im wesentlichen parallel zur Achsrichtung des Fräsers verstellbar und feststellbar angeordneten Abstützgliedern bewerkstelligen, die hierzu vorteilhaft an ihrem am Hüftbein anzusetzenden Ende angespitzt und an der Ausricht- und Führungsvorrichtung derart angeordnet sind, dass sie im Randbereich der Gelenkpfanne in das Hüftbein eintreibbar sind. Demgemäss sind die insbesondere nagelartig ausgebildeten Abstützglieder an der Ausricht- und Führungsvorrichtung in einer Anordnung vorzusehen, die sicherstellt, dass die in das Hüftbein eingetriebenen,spitz zulaufenden Enden der Abstützglieder die Knochenöffnung nicht tangieren.
Die Ausricht- und Führungsvorrichtung kann einstückig ausgebildet sein, wobei der Fräser mittels einer in einem Lagerkörper derselben gelagerten Antriebswelle antreibbar sein kann. Der Antrieb der Antriebswelle kann manuell und/oder motorisch erfolgen. Zur Durchführung beider Antriebsarten ist es dabei günstig, wenn die Antriebswelle an ihrem freien Ende eine Kupplungshälfte einer Steckkupplung zum Aufstecken eines elektrisch oder pneumatisch arbeitenden Antriebsmotors aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die insbesondere nagelartig ausgebildeten Abstützglieder in einem Aufnahmekörper angeordnet, auf dem der die Fräserwelle aufnehmende Lagerkörper abnehmbar vorgesehen ist. Diese Bauart ermöglicht eine besonders vorteilhafte Handhabung der Vorrichtung beim Positionieren auf dem Hüftbein, weil in diesem Falle der Lagerkörper samt Antriebswelle und Fräser vor dem Ansetzen der Vorrichtung auf dem Hüftbein vom Aufnahmekörper abgenommen werden kann, so dass für den Chirurg zum Justieren des Aufnahmekörpers der Randbereich der zu ersetzenden Gelenkpfanne des Hüftbeines allseitig gut einzusehen ist und die Vorrichtung aufgrunddessen, dass Lagerkörper, Fräserwelle und Fräser an der Vorrichtung nicht vorhanden sind, leicht und entsprechend vorteilhaft zu handhaben ist. Eine besonders günstige Ausführungsform des Aufnahmekörpers zeichnet sich durch einen flachen U- oder in etwa halbringförmig ausgebildeten Träger aus, an dem in Führungsbuchsen die Abstützglieder senkrecht zu dessen Symmetrieachse verschiebbar und feststellbar angeordnet sind.
Zweckmässig ist es dabei, den auf den Aufnahmekörper aufzubauenden Lagerkörper durch eine die Fräserwelle aufzunehmende Lagerhülse zu bilden, die an ihrem einen Stirnende ein insbesonders plattenartiges Befestigungsglied aufweist, das auf den Aufnahmekörper aufsetzbar und an diesem fixierbar ist. Zweckmässig weist hierzu das plattenförmige Befestigungsglied im wesentlichen die Umfangsform des Aufnahmekörpers und insbesondere vom Umfange her zugängliche Ausnehmungen auf, in die zu dessen Fixierung die Führungsbuchsen der am Aufnahmekörper vorgesehenen Abstützglieder eingreifen.
Es ist hierbei mögbdi'#die vom Umfange des Befestigungsgliedes her zugänglichen Ausnehmungen in der Länge so auszulegen, dass die Führungsbuchsen der Abstützglieder am Aufnahmekörper noch in radialer Richtung zur Lagerhülse des Lagerkörpers verstellbar und feststellbar angeordnet sein können, wodurch auch eine individuelle Einstellung jedes der Abstützglieder relativ zum Randbereich der Gelenkpfanne möglich wird.
Wie oben bereits erläutert worden ist, kann die Vorrichtung zur Herstellung der Knochenöffnung für alle bekannten künstlichen Gelenkpfannen verwendet werden. Mit besonderem Vorteil eignet sie sich zur Herstellung der Knochenöffnung für den Totalendoprothesentyp, der von Judet, Paris, angegeben worden und im Gegensatz zu den übrigen bekannten Typen im Hüftbein zementlos zu verankern ist. Für die Ausformung der Knochenöffnung für diesen Prothesentyp eignet sich mit besonderem Vorteil ein Fräser, der mindestenseinm stirnseitig schneidenden insbesondere zylindrisch ausgebildeten Senker bildet.
Dabei ist es zweckmässig, die axiale Länge des Senkers gleich oder grösser als die Tiefe der herzustellenden Knochenöffnung zu wählen,um din letztere in einem Zug herstellen zu können, ohne den Fräservorschub zum Zwecke einer Beseitigung der Fräsrückstände unterbrechen zu müssen.
Es ist ferner günstig,den Fräser auf der Antriebswelle lösbar vorzusehen, um gegebenenfalls verschiedene Fräser nacheinander zum Einsatz bringen und beispielsweise den Pfannenrand absolut gleichmässig gestalten bzw. plan ausbilden zu können, so dass die eingesetzte künstliche Gelenkpfanne nach Judet nicht nur am Innenumfang der Knochenöffnung sondern auch an deren Stirnseite festen Halt erhält. Aus diesem Grunde kann es vorteilhaft sein, den Senker als Stufensenker auszubilden, dessen Umfangsbund lediglich an seiner Stirnseite Schneiden aufweist. Anstelle eines Stufensenkers kann jedoch die Knochenöffnung zunächst mit einem zylindrischen Senker hergestellt und danach dieser gegen einen mit einem Führungszapfen ausgebildeten Planfräser ausgetauscht werden, dessen Führungszapfen in der Knochenöffnung geführt und dessen Planfräskörper zum Planen des Offnungsrandes eingesetzt werden kann.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in der sich anschliessenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Vorrichtung und/ oder in den Patentansprüchen erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, wobei sich deren Abstützglieder mit ihrem auf dem Hüftbein aufsetzbaren Ende in einer gemeinsamen Ebene befinden; Fig. 2 eine Seitenansicht des Aufnahmekörpers der Vorrichtung; Fig. 3 eine Draufsicht des Aufnahmekörpers; Fig. 4 eine Seitenansicht des Lagerkörpers der Vorrichtung; Fig. 5 eine Draufsicht des Lagerkörpers.
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Senkers zum Planfräsen des Randes der hergestellten Knochenöffnung.
Mit 10 ist als Ganzes ein Aufnahmekörper eines als Ganzes mit 12 bezeichneten Lagerkörpers bezeichnet, welche Körper zusammen eine Ausricht- und Führungsvorrichtung bilden.
Der Aufnahmekörper 10 ist in einer gewünschten Winkelstellung auf das Hüftbein auf setzbar, so-dass der Lagerkörper 12 in dieser Winkelstellung gehalten wird.
Der Aufnahmekörper 10 ist des weiteren so ausgebildet, dass er ohne weitere Hilfsmittel am Hüftbein selbsthaltend befestigbar ist. Zu diesem Zweck weist der Aufnahmekörper, der gemäss Fig. 3 vorzugsweise teilringförmig und als flaches Ringstück ausgebildet ist, im Winkelabstand von vorzugsweise 900 zueinander angeordnete stiftartige Abstützglieder 14,16,18 auf, die an ihrem gemäss Fig. 2 unterem Ende angespitzt sind.
Diese Abstützglieder sind mit einem zylindrischen Schaft 20 in jeweils einer an der Oberseite des Aufnahmekörpers befestigten Führungsbuchse 22 verschiebbar und mittels einer Feststellschraube 24 feststellbar angeordnet.
Die Führungsbuchsen 22 sind in einem solchen Radialabstand vom Zentrum 26 des Aufnahmekörpers 10 angeordnet, dass sie zum Anbringen der Vorrichtung am Hüftbein in geringem seitliche Abstand vom Rand der im Hüftbein vorhandenen Gelenkpfanne angesetzt werden können. Dabei sind die Feststellschrauben zu lösen, so dass der Aufnahmekörper in eine gewünschte Schräglage eingestellt werden kann, die notwendig ist, um den Fräser in eine vorbestimmte Winkelstellung relativ zum Hüftbein bringen zu können.
Danach sind die Feststellschraube festzuziehen und die Abstützglieder zur Befestigung des Aufnahmekörpers in das Hüftbein einzutreiben.
Der Aufnahmekörper samt Abstützgliedern bildet somit eine Montagebasis für den Lagerkörper 12,zu deren Anordnung am Hüftbein, wenn der Lagerkörper 12 von ihr abgenommen ist, von allen Seiten gute Sichtmöglichkeiten bestehen.
Zur Einstellung des Fräsers in eine gewünschte Winkelstellung könnte auf dem Aufnahmekörper 10 auch eine beispielsweise kardanisch ausgebildete Anordnung vorgesehen sein, die relativ zu den Abstützgliedern entsprechend verstellbar sein könnte.
Eine solche Anordnung wäre jedoch herstellungstechnisch aufwendig und mit entsprechend hohen Fertigungskosten verbunden, während die in Fig. 2 und 3 gezeigte Montagebasis sich durch besondere Einfachheit auszeichnet.
Der auf die Montagebasis aufzubauende Lagerkörper 12 weist eine Lagerhülse 28 zur Lagerung einer Fräserantriebswelle 30 auf. An ihrem gemäss Fig. 1 und 4 unteren Stirnende trägt die Lagerhülse eine als Befestigungsglied dienende Halteplatte 32, die in ihrer Umfangsform derjenigen des Aufnahmekörpers 10 angepasst ist. Diese Halteplatte trägt an ihrer unteren Stirnseite einen kragenartigen Ansatz 34, der von Ausnehmungen 36, 38,40 unterbrochen ist, die sich vom Plattenumfang her in die Halteplatte 32 hineinerstrecken. Die gegenseitige Anordnung dieser Ausnehmungen ist so getroffen, dass sie in der Montagestellung des Lagerkörpers jeweils eine der Führungsbuchsen 22 des Aufnahmekörpers 10 in sich aufnehmen.
Im stirnseitigen Ansatz 34 der Halteplatte 32 sind einander gegenüberliegend zwei Befestigungsschrauben 42 eingeschraubt, die jeweils ein kegelförmiges Endstück 44 aufweisen. Diesen Befestigungsschrauben ist am Aussenumfang des Aufnahmekörpers 10 eine schräge Anlagefläche 46 zugeordnet, an welche die Befestigungsschrauben zum Verspannen des Lagerkörpers mit dem Aufnahmekörper anlegbar sind. Damit lässt sich der Lagerkörper mit wenigen Handgriffen auf der Montagebasis befestigen bzw. von dieser abnehmen.
Auf dem zwischen die Abstützglieder hineinragenden Endstück der Antriebswelle sitzt abnehmbar ein als Ganzes mit 48 bezeichneter zylindrischer Fräser, dessen Fräszähne 50 lediglich an der unteren Stirnseite des Fräsers eine Schneidkante 52 aufweisen.
Die Antriebswelle ist in einer Ausgangsstellung mittels einer Feststellschraube 54 in der Lagerhülse 28 feststellbar, in der sich die obere Stirnfläche des Fräsers 48 in geringem Abstand unterhalb des Aufnahmekörpers 10 befindet. Die Abstützglieder sind ebenfalls in einer Ausgangsstellung feststellbar, die definiert wird durch jeweils eine Anschlagschulter 56, die an die untere Stirnfläche des Aufnahmekörpers anlegbar ist. Dabei ist der Abstand der angespitzten Enden der Abstützglieder vom Aufnahmekörper grösser als der Abstand der unteren,die Schneidkanten 52 aufweisenden Stirnseite des Fräsers 48 vom Aufnahmekörper, wodurch gewährleistet ist, dass der Fräser, wenn er in der Ausgangsstellung festgestellt ist, sich nit seiner schneidenden Seite nicht vor den angespitzten Enden der Abstützglieder befinden kann.
Die Fräserantriebswelle 30 ist an ihrem oberen Ende zum Zwecke ihres Antriebs mit einer Kupplungshälfte einer Steckkupplung ausgestattet, so dass insbesondere ein Antriebsmotor auf diese aufsteckbar ist, wenn die Vorrichtung an einem Hüftbein selbsthaltend justiert ist. Nach Lösen der Feststellschraube 54 kann dann die Fräsoperation durchgeführt werden, wobei exakt in einer vorgewählten Winkelstellung der Fräser in ein Hüftbein eine zylindrische Knochenöffnung präzise einarbeiten wird.
Danach kann der Lagerkörper 12 von der Montagebasis abgenommen und der Fräser 48 von der Antriebswelle 30 entfernt werden, um beispielsweise mit Hilfe eines auf die Antriebswelle aufzubringenden, in Fig. 6 als Ganzes mit 58 bezeichneten PlanfräserE den Rand der Knochenöffnung zu planen und dadurch noch eine weitere Anlagefläche für eine in die Knochenöffnung einzusetzende künstliche Gelenkpfanne zu schaffen. Dieser Planfräser weist einen Kranz von lediglich an ihrer Unterseite eine Schneidkante 60 aufweisenden Fräszähnen 62 auf, wobei koaxial zum Schneidenkranz ein zylindrischer Führungszapfen 64 vorgesehen ist, der eine Zentrierung des Planfräsers in der Knochenöffnung übernimmt.
Die die Abstützglieder 14,16,18 aufnehmenden Führungsbuchsen 22 können im Aufnahmekörper 10 auch relativ zur Längsachse der Fräserwelle radial verstellbar und feststellbar angeordnet sein, wodurch die Möglichkeit besteht, die Abstützglieder unabhängig voneinander relativ zum Rand der Gelenkpfanne in eine geeignete Ansetzposition einstellen zu können. In diesem Falle müsste die Anordnung der Führungsbuchsen auf dem Aufnahmekörper 10 verschiebbar und feststellbar getroffen sein.
Schliesslich lässt die Erfindung weitere Konstruktionen der Ausricht- und Führungsvorrichtung zu.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Ausformen einer Knochenöffnung im Hüftbein zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne für ein am Oberschenkelbein vorzusehendes künstliches Hüftgelenk, mit einem Fräser und mit einer Ausricht-und Führungsvorrichtung zum ausgerichteten Führen des Fräsers in einer gewünschten Arbeitsstellung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausricht- und Führungsvorrichtung auf das Hüftbein aufsetzbar und relativ zu diesem in einer gewünschten Winkellage selbsthaltend justierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausricht- und Führungsvorrichtung mittels mindestens drei im Winkelabstand voneinander angeordneten und unabhängig voneinander mindestens im wesentlichen parallel zur Achsrichtung des Fräsers (48) verstellbar und feststellbar angeordneten Abstützgliedern (14,16,18) in die gewünschte Winkellage einstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräser (48) mittels einer in einem Lagerkörper (12) der Ausricht- und Führungsvorrichtung gelagerten Antriebswelle (30) insbesondere motorisch antreibbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit motorisch antreibbarer Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (30) an ihrem freien Ende eine Kupplungshälfte einer Steckkupplung zum Aufstecken eines elektrisch oder pneumatisch arbeitenden Antriebsmotors aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützglieder (14, 16,18) an ihrem am Hüftbein anzusetzenden Ende angespitzt und an der Ausricht- und Führungsvorrichtung derart angeordnet sind, dass sie im Randbereich der Gelenkpfanne in das Hüftbein eintreibbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere nagelartig ausgebildeten Abstützglieder (14,16,18) in einem Aufnahmekörper (10) angeordnet sind, auf dem der Lagerkörper (12) abnehmbar vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (10) einen flachen U- oder in etwa halbringförmig ausgebildeten Träger aufweist, an dem in Führungsbuchsen (22) die Abstützglieder (14,16,18) senkrecht zu dessen Symmetrieachse verschiebbar und feststellbar angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (12) durch eine die Fräserwelle (30) aufnehmende Lagerhülse (28) gebildet ist, die an ihrem einen Stirnende ein insbesondere plattenartiges Befestigungsglied (32) aufweist, das auf den Aufnahmekörper (10) aufsetzbar und an diesem befestigbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Befestigungsglied (32) im wesentlichen die Umfangsform des Aufnahmekörpers (10) und insbesondere vom Umfange her zugängliche Ausnehmungen (36,38,40)aufweist, in die zu dessen Fixierung die die Abstützglieder (14,16,18) aufnehmenden Führungsbuchsen (22) des Aufnahmekörpers (10) eingreifen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchsen (22) der Abstützglieder (14,16,18) am Aufnahmekörper (10) radial zur Lagerhülse (28) des Lagerkörpers (12) verstellbar und feststellbar angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Befestigungsglied (32) an seiner Unterseite im Umfangsbereich mindestens einen nach unten ragenden, insbesondere kragenartigen Ansatz (34) aufweist, der in montiertem Zustand des Lagerkörpers (12) auf den Aufnahmekörper (10) diesen am Umfang übergreift und dass am Ansatz (34) Befestigungsmittel zum gegenseitigen Verspannen von Aufnahmekörper (10) und Befestigungsglied (32) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel im Ansatz (34) des plattenangeordnete förmigen Befestigungsgliedes (32)/Schrauben (42) dienen, die mit einem kegelförmigen Schraubenende (44) am Umfang des Aufnahmekörpers (10) an eine komplementäre Gegenfläche (46) anlegbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nagel- bzw. stangenartigen Abstützglieder (14,16,18) in der Länge derart bemessen sind, dass in einer durch einen Anschlag (56) fixierten Ausgangsstellung am Aufnahmekörper (10) deren am Hüftbein ansetz- bzw. eintreibbaren Enden sich in einem Abstand vom Aufnahmekörper (10) befinden, der grösser ist als der Abstand der freien Stirnseite des Fräsers (48) vom Aufnahmekörper (10) in dessen Ausgangsstellung.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräser (48) mindestens ein stirnseitig schneidender, insbesondere zylindrischer Senker ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Senkers (48) gleich oder grösser als die Tiefe der herzustellenden Knochenöffnung ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Senker ein Stufensenker ist, dessen Umfangsbund lediglich an seiner Stirnseite Schneiden aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Senker einen mit einem Führungszapfen (64) ausgebildeten Planfräser (58) bildet.
18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Senker (48,58) auf der Antriebswelle (30) lösbar befestigbar ist.