DE19516294A1

DE19516294A1 - Multi-directionally adjustable fixture for supporting cutter

Info

Publication number: DE19516294A1
Application number: DE1995116294
Authority: DE
Inventors: Matthias Pothmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 1996-11-07

Abstract

The fixture consists of a body (1) with base (2) of half cylindrical cross section which can be strapped to the bone. A ball joint (5) is mounted between two lugs (4) which extend from the base. A small platform (7) is connected by a link (6) to the ball joint. The platform can be tilted into two directions on the ball joint and locked in position with a screw.

Description

Es ist bekannt intertrochantere, dreidimensionale Oberschenkelumstellungsosteotomien mit Hilfe von verschiedenen Metallwinkeln als Anhaltswinkel für die Durchtrennung des Oberschenkelknochens und somit Herstellung eines Knochenkeils zu verwenden. Die während der Operation verwendeten einzelnen Metallwinkel entsprechender Gradzahl werden vom Operateur mit einer Hand neben den Oberschenkelschaftknochen gehalten. Mit der anderen Hand wird die Linie der notwendigen Knochendurchtrennung durch Einbringen von Bohrdrähten oder durch Einkerben mit einem Meißel in den Knochen vorgenommen. Es ist nur ungenau möglich den notwendigen Knochendurchtrennungswinkel mit dem freihändig, ohne Fixierung an den Knochen, gehaltenen entsprechenden Metallwinkel, zu kennzeichnen. Die Richtung eines Führungsdrahtes, der gleichzeitig mit Hilfe einer Druckluft-Bohrmaschine mit der Gegenhand in den Oberschenkel gebohrt wird, muß intraoperativ durch mehrere Röntgendurchleuchtungsuntersuchungen überprüft und häufig mehrmals korrigiert werden. Daraus resultiert eine mehrmalige Röntgenstrahlenbelastung des Patienten und des Op- Teams. Es kommt sehr auf die Erfahrung des Operateurs an, den Metallwinkel freihändig richtig mit der Hand zur Oberschenkelachse auszurichten und in richtiger Oberschenkelschafthöhe ohne Wackelbewegungen den Metallwinkel zu halten und dann anschließend den entsprechenden Winkel mit Hilfe des Bohrdrahtes oder des Meißels auf den Knochen zu übertragen. Es treten häufig Fehler zwischen übertragenem und notwendigem Winkel auf. Bei dieser Methode gibt es keine Möglichkeit, das Sägeblatt während der Durchtrennung des Oberschenkelknochens in den notwendigen Ebenen über eine Schiene zu führen. Die Knochendurchtrennung muß weitgehend freihändig erfolgen. It is known to be intertrochanteric, three-dimensional Thigh conversion osteotomies with the help of various Metal angles as a guide for cutting through the Thigh bone and thus production of a bone wedge to use. The individuals used during the operation Metal surgeons with the corresponding number of degrees are also used by the surgeon one hand held next to the femur shaft. With the other hand becomes the line of necessary Bone cutting by inserting drill wires or by notching with a chisel in the bones. It is only inaccurately possible the necessary Bone severing angle with the freehand, without fixation on the bones, held corresponding metal angle, too mark. The direction of a guidewire that simultaneously with the help of a compressed air drill Drilled against the hand in the thigh must be intraoperatively checked by several x-ray fluoroscopy examinations and often be corrected several times. This results in one repeated X-ray exposure of the patient and the operating room Teams. The experience of the surgeon, the Freehand metal angle correctly with the hand to the thigh axis align and at the correct thigh height without And then wiggle to hold the metal angle then the appropriate angle using the Transfer drill wire or chisel to the bone. It Errors often occur between transmitted and necessary Angle on. With this method there is no way that Saw blade while cutting the thigh bone to run in the necessary levels over a rail. The Bones must be severed largely hands-free.

Bei der dreidimensionalen Osteotomie muß aus dem Oberschenkel im Bereich des großen und kleinen Rollhügels ein Knochenkeil entfernt werden, dessen Basis entweder seitlich (lateral) und hinten (dorsal) oder mittig (medial) und vorne (anterior) zum Oberschenkelknochen liegen. Eine Fläche des Keils ist genau 90° zur Oberschenkellängsachse, die andere Fläche des Keils in allen 3 Dimensionen, je nach notwendigem Korrekturwinkel, schräg zur Oberschenkelachse durchzuführen. Bisher müssen mindestens zwei verschiedene gebräuchliche Metallwinkel, einer in der Frontalebene, einer in der Sagittalebene nacheinander an den Oberschenkelschaft gehalten und die Knochenkennzeichnung durchgeführt werden, um mit der dreidimensionalen Knochendurchtrennung des Oberschenkelschaftes beginnen zu können. Dieses führt häufig zu Anwenderfehlern, vor allem auch durch Summation mehrerer möglicher Einzelfehler. Während der gesamten Oberschenkeldurchtrennung mit der Säge muß das Sägeblatt in der erforderlichen dreidimensionalen Ebene bleiben, da sonst der Keil nicht die gewünschte Form erhält. Bei einem gebohrten Führungsdraht kann nur in zwei Dimensionen das Sägeblatt geleitet werden, die dritte Dimension wird nicht durch den Führungsdraht vorgegeben. Sind in dem Oberschenkel die Winkel nur mit dem Meißel eingekerbt, so sind die Neigungswinkel während des Sägevorgangs freihändig einzuhalten und nicht durch eine Schienung vorgegeben. Es entstehen so häufig im Verlauf des Sägens fehlerhafte Knochenkeile.In the three-dimensional osteotomy, the Thigh in the area of the large and small rolling hill Bone wedge to be removed, the base of which is either sideways (lateral) and back (dorsal) or middle (medial) and front (anterior) lie to the thigh bone. One surface of the wedge is exact 90 ° to the longitudinal axis of the thigh, the other surface of the wedge in all 3 dimensions, depending on the necessary correction angle, obliquely to the thigh axis. So far, at least two different common metal angles, one in the Frontal plane, one in the sagittal plane one after the other Thigh shaft held and the bone marking to be done with the three-dimensional Bone severing of the thigh shaft begin to begin can. This often leads to user errors, especially by summing up several possible individual errors. During the whole thigh cutting with the saw must do that Saw blade remain in the required three-dimensional plane, otherwise the wedge will not get the desired shape. At a drilled guidewire can only do that in two dimensions Saw blade are guided, the third dimension is not through specified the guidewire. Are in the thigh Angle notched only with the chisel, so are the angles of inclination to be kept hands-free during the sawing process and not through a splint specified. It so often arises in the course sawing faulty bone wedges.

Fundstellen
Bauer, R., Kerschbauer, F., Poisel, S; Orthopädische Operations lehre; Thieme Verlag Stuttgart, New York; 1994, Bd. 2; S. 136 ff.Sites
Bauer, R., Kerschbauer, F., Poisel, S; Teaching orthopedic operations; Thieme Verlag Stuttgart, New York; 1994, Vol. 2; P. 136 ff.

Texhammer, R.; AO/ASIF instruments and implants - a technical manual; Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 1994; S. 153,168, 170-173.Texhammer, R .; AO / ASIF instruments and implants - a technical manual; Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 1994; Pp. 153, 168, 170-173.

Instrumenten und Implantat Katalog 1994 Firma Synthes Bochum. Dreieck Zielplatten Nr. 333.06-333.08; Zielgerät für Varisations osteotomien Nr. 333.16.Instruments and implants catalog 1994 company Synthes Bochum. Triangle target plates No. 333.06-333.08; Aiming device for variations osteotomies No. 333.16.

Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die präoperativ geplanten, notwendigen Knochen durchtrennungsebenen (Osteotomieebenen) an langen Röhrenknochen des Menschen während der Operation technisch einfach, auch für den weniger geübten Operateur, weitgehend mit der Planung übereinstimmend durchzuführen. Weiterhin liegt das Problem zugrunde, in allen drei Dimensionen stufenlos die errechneten Winkel in einem Instrumentarium einstellen zu können und mit Hilfe des Instrumentariums, durch Führung bzw. Schienung des Knochensägeblattes während der gesamten Knochen durchtrennung, nicht von dieser Knochendurchtrennungsebene abzuweichen. Diese Probleme werden durch die im Patent anspruch aufgeführten Merkmale gelöst.The invention specified in the patent claim is the problem based on the preoperatively planned, necessary bones severing planes (osteotomy planes) on long Human tubular bones technically during the operation simple, even for the less experienced surgeon, largely with according to the planning. Furthermore, that lies Problem in all three dimensions to be able to set the calculated angle in an instrument set and with the help of the instruments, through guidance or splinting of the bone saw blade throughout the bone severing, not from this bone severing level to deviate. These problems are compounded by those in the patent claim listed features solved.

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, das Sägeblatt während des gesamten Sägevorganges in der vorher errechneten notwendigen Knochendurchtrennungsebene (Osteotomieebene) zu halten und die Röntgendurchleuchtungszeit und somit die Strahlenbelastung des Patienten und des Operations-Teams zu reduzieren.The advantages achieved with this invention are in particular in the saw blade during the entire sawing process in the previously calculated necessary bone separation level (Osteotomy level) and the x-ray fluoroscopy time and thus the radiation exposure of the patient and the Reduce operations teams.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die notwendigen Winkel mit nur einer Führungsschiene stufenlos mit Hilfe des Kugelgelenkes in allen drei Dimensionen einstellen zu können und so durch Führung des Sägeblattes durch eine mit dem Kugelgelenk in Verbindung stehender Schiene während des gesamten Sägevorgangs in der notwendigen Ebene zu bleiben.Another object of the invention is to provide the necessary angles with only one guide rail continuously with the help of the Ball joint in all three dimensions and so by guiding the saw blade through one with the ball joint related rail throughout Sawing process to stay in the necessary level.

Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigenBelow are some embodiments of the invention described in more detail with reference to drawings. Show it

Fig. 1 eine multidirektionale Osteotomielehre mit, durch die seitliche Kugelgelenkhalterung mit Feststellschraube, verdecktem Kugelgelenk und damit in Verbindung stehender Führungsschiene in einer Stellung von ca. 25°, in Seitansicht, Fig. 1 is a multi-directional Osteotomielehre with, through the lateral ball joint mount with locking screw, a concealed ball joint and thus standing in connection guide rail in a position of approximately 25 °, in Seitansicht,

Fig. 2 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 1 in ca. 0°- Stellung der Führungsschiene und ca. 90°-Stellung zum Metallkörper mit sichtbarem Kugelgelenk in Ansicht von oben, FIG. 2 shows the multidirectional Osteotomielehre of Figure 1 in about 0 ° -. Position of the guide rail and about 90 ° position to the metal body with visible ball joint in a view from above,

Fig. 3 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 2 in 90°- Stellung der Führungsschiene in Ansicht von unten, FIG. 3 shows the multidirectional Osteotomielehre of Figure 2 in 90 ° -. Position of the guide rail in a view from below,

Fig. 4 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 1 in Ansicht von links, Fig. 4 shows the multidirectional Osteotomielehre of FIG. 1 in a view from the left;

Fig. 5 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 1 in Ansicht von rechts, Fig. 5, the multi-directional Osteotomielehre of FIG. 1 in a view from the right,

Fig. 6 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 1 mit in ca. 20° eingestelltem Valgisierungswinkel der Führungsschiene und in ca. 25° eingestelltem Flexionswinkel der Führungsschiene in Bezug auf eine Oberschenkel-Horizontalebene rechts, Fig. 6, the multidirectional Osteotomielehre of FIG. 1 in approximately 20 ° adjusted Valgisierungswinkel the guide rail and in about 25 ° adjusted flexion of the guide rail with respect to a horizontal plane to the right thigh,

Fig. 7 eine multidirektionale Osteotomielehre mit einer doppelläufigen, im Querschnitt dargestellten, Führungsschiene in einer ca. 20° Flexionsstellung zur Längsachse eines linken Oberschenkels, Fig. 7 is a multidirectional Osteotomielehre with a double-, shown in cross-section guide rail in an approximately 20 ° flexion to the longitudinal axis of a left femur,

Fig. 8 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 1 mit zwei dünnen Bohrdrähten passager seitlich am Oberschenkelschaft fixiert, mit einem auf ca. 25° eingestellten Varisierungswinkel der Führungsschiene in Bezug auf eine Oberschenkel- Horizontalebene, Fig. 8, the multi-directional Osteotomielehre FIG. 1 is fixed with two thin drill wires passager side of the femoral shaft, with a set to about 25 ° Varisierungswinkel the guide rail with respect to a horizontal plane of thighs,

Fig. 9 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 7 ohne im Querschnitt dargestellter doppelläufiger Führungsschiene,9 shows the multidirectional Osteotomielehre of Fig. 7 without illustrated in cross-section double-barreled guide rail.,

Fig. 10 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 7 in Seitansicht und in eingestelltem 20° Valgisierungswinkel der Führungsschiene, Fig. 10, the multi-directional Osteotomielehre of FIG. 7 in Seitansicht and adjusted 20 ° Valgisierungswinkel the guide rail,

Fig. 11 die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 8 mit ca. 25° eingestelltem Valgisierungswinkel zur Oberschenkelhorizontal ebene und mit anliegender oszillierenden Knochensäge während des Knochendurchtrennungsvorgangs in Seitansicht. Fig. 11, the multi-directional Osteotomielehre of FIG. 8 with about 25 ° adjusted to Valgisierungswinkel thigh horizontal plane and with adjacent oscillating bone during the bone-cutting operation in Seitansicht.

Die in den Fig. 1-6, 8 und 11 dargestellten multidirektionalen Osteotomieebenen besitzen einen Körper (1) mit einer Basis (2), die an den Knochen seitlich angelegt wird und einer Grifffläche (3) um die multidirektionale Osteotomieebene halten zu können. Seitlich befinden sich zwei Haltestreben (4) für das Kugelgelenk. An der Gelenkkugel (5) ist über ein Verbindungsstück (6) die Führungsschiene befestigt. Die Führungsschiene kann wahlweise, wie in Fig. 1-6, 8 und 11 aus einer Ebene (7), oder wie in Fig. 7, 8 und 10 aus einer Doppelebene (8) bestehen. Die beiden Doppelebenen sind wenige Millimeter, soweit voneinander entfernt, daß sie das Sägeblatt der oszillierenden Säge aufnehmen können und es in der Sägebewegung nicht behindern, wohl aber mit zwei Flächen eine Führung gewährleisten. Beide Ebenen sind über einen Verbindungssteg (9) miteinander fest verbunden. Um das Kugelgelenk (5) öffnen und arretieren zu können, wird das Kugelgelenklager beidseitig aus zwei Innen-Sechskantschrauben (10) gebildet, die von außen mit Hilfe eines Schraubendrehers angezogen oder gelöst werden können. Denkbar ist auch anstelle der Innen-Sechskantschrauben zwei Schlitzschrauben (11), wie in Fig. 10 abgebildet.The multidirectional osteotomy planes shown in FIGS . 1-6, 8 and 11 have a body ( 1 ) with a base ( 2 ) which is placed laterally on the bone and a gripping surface ( 3 ) in order to be able to hold the multidirectional osteotomy plane. There are two struts ( 4 ) on the side for the ball joint. The guide rail is fastened to the joint ball ( 5 ) via a connecting piece ( 6 ). The guide rail can optionally, as in FIGS. 1-6, 8 and 11, consist of a plane ( 7 ) or, as in FIGS. 7, 8 and 10, of a double plane ( 8 ). The two double levels are a few millimeters apart so far from each other that they can accommodate the saw blade of the oscillating saw and do not hinder the saw movement, but they do guarantee guidance with two surfaces. Both levels are firmly connected to one another via a connecting web ( 9 ). In order to be able to open and lock the ball joint ( 5 ), the ball joint bearing is formed on both sides from two hexagon socket screws ( 10 ), which can be tightened or loosened from the outside using a screwdriver. It is also conceivable to use two slotted screws ( 11 ) instead of the hexagon socket screws, as shown in FIG. 10.

Die Führungsschiene (7) oder Doppelführungsschiene (8) wird vor dem passageren Befestigen an dem Knochen mit Hilfe zweier dünner Bohrdrähte (12), auf dem Instrumententisch eingestellt. Mit Hilfe eines gebräuchlichen Metallwinkelmessers werden die notwendigen, präoperativ errechneten Winkel auf die Führungsschiene (7) oder wahlweise Doppelführungsschiene (8) übertragen. Dazu wird die Gelenkkugel (5) über das Losdrehen der Feststellschraube (10 bzw. 11) gelöst, der notwendige Winkel in allen drei Ebenen eingestellt und durch Festdrehen der Feststellschraube (10 bzw. 11) die Gelenkkugel und somit auch die Stellung der Führungsschiene (7) oder wahlweise der Doppelführungsschiene (8) durchgeführt. Das Instrumentarium kann nachfolgend mit zwei dünnen Bohrdrähten (12) mit Hilfe des Druckluftbohrers an den operativ freigelegten Knochen, wie in Fig. 11, passager fixiert werden. In Fig. 11 ist beispielsweise der körpernahe Oberschenkelknochen mit dem Oberschenkelkopf (13), dem Oberschenkelhals (14), dem großen Rollhügel (Trochanter major, 15) und dem kleinen Rollhügel (Trochanter minor, 16) und dem Oberschenkelschaft (17) dargestellt. Um die multidirektionale Osteotomielehre am Knochen mit den dünnen Bohrdrähten passager am Knochen befestigen zu können, sind durch die Grifffläche (3) mehrere Löcher (20), wie in Fig. 2, 3 und 7 dargestellt, gebohrt. Die Fig. 11 zeigt die multidirektionale Osteotomielehre, die mit zwei dünnen Bohrdrähten (12) passager am seitlichen Oberschenkelschaft (17) befestigt ist. Die multidirektionale Osteotomielehre der Fig. 11 zeigt eine Führungsschiene (7), die in ca. 25° Valgisierung zur Oberschenkel-Horizontalebene eingestellt ist. Es ist der Vorgang der Knochendurchtrennung mit Hilfe der oszillierenden Säge (19) dargestellt. Das mehrere Zentimeter breite Sägeblatt (18) liegt flach der Führungsschiene (7) an, wodurch der Winkel der Führungsschiene (7) auf das Sägeblatt (18) übertragen wurde und so die Knochendurchtrennung in dem gewünschten Winkel erfolgt. Nachdem die erste Knochendurchtrennung erfolgt ist, wird die multidirektionale Osteotomielehre, bei noch im Kno chen verbleibenden dünnen Bohrdrähten (12) abgezogen und der Winkel der Führungsschiene auf dem Instrumententisch umgestellt. Der Winkel der Führungsschiene (7) muß bei der zweiten Knochen durchtrennung 0° zur Oberschenkel-Horizontalebene betragen. Durch erneutes Anlegen des Metallwinkelmessers und nachfolgen dem Festdrehen der Feststellschrauben (10 bzw. 11) wird der eingestellte Winkel der Führungsschiene (7) fixiert. Die multi direktionale Osteotomielehre wird nachfolgend so auf die verblie benen Bohrdrähte aufgeschoben, daß bei parallel angelegtem Sägeblatt (18) an die Führungsschiene (7) und nachfolgender zweiter Durchtrennung des Oberschenkelschaftes (17) der gewün schte Keil entsteht. Nun wird die multidirektionale Osteotomielehre samt passager eingebrachter Bohrdrähte entfernt und die weiteren Standardoperationsschritte bei Umstellungsosteotomien an langen Röhrenknochen des Menschen können fortgeführt werden.The guide rail ( 7 ) or double guide rail ( 8 ) is set on the instrument table using two thin drilling wires ( 12 ) before being attached to the bone temporarily. With the help of a common metal angle meter, the necessary, preoperatively calculated angles are transferred to the guide rail ( 7 ) or alternatively double guide rail ( 8 ). To this end, the joint ball (5) is achieved via the loosening of the locking screw (10 or 11), the necessary angle in all three planes set and by tightening the locking screw (10 or 11), the joint ball and thus the position of the guide rail (7 ) or the double guide rail ( 8 ). The instruments can subsequently be fixed temporarily with two thin drill wires ( 12 ) using the compressed air drill to the surgically exposed bones, as in FIG. 11. In Fig. 11, the proximal femur with the femoral head (13), the femoral neck (14), the great trochanter (greater trochanter, 15) and the small trochanter (lesser trochanter, 16) and the femoral stem (17) is shown, for example. In order to be able to attach the multidirectional osteotomy to the bone with the thin drilling wires passively to the bone, several holes ( 20 ) are drilled through the gripping surface ( 3 ), as shown in FIGS. 2, 3 and 7. The Fig. 11 showing the multidirectional Osteotomielehre, which is attached to the lateral thigh shaft (17) with two thin passager drill wires (12). The multidirectional osteotomy gauge of FIG. 11 shows a guide rail ( 7 ) which is set at approximately 25 ° valgization to the horizontal thigh plane. The process of cutting the bone using the oscillating saw ( 19 ) is shown. The saw blade ( 18 ), which is several centimeters wide, lies flat against the guide rail ( 7 ), as a result of which the angle of the guide rail ( 7 ) has been transferred to the saw blade ( 18 ) and the bone is cut at the desired angle. After the first bone has been severed, the multidirectional osteotomy template is removed with the thin drill wires ( 12 ) remaining in the bone and the angle of the guide rail on the instrument table is changed. The angle of the guide rail ( 7 ) for the second bone cut must be 0 ° to the thigh horizontal plane. The set angle of the guide rail ( 7 ) is fixed by re-attaching the metal angle meter and then tightening the locking screws ( 10 or 11 ). The multi-directional osteotomy gauge is then pushed onto the remaining drilling wires so that when the saw blade ( 18 ) is applied in parallel to the guide rail ( 7 ) and subsequent second severing of the thigh shaft ( 17 ), the desired wedge is created. Now the multidirectional osteotomy template including the inserted drilling wires is removed and the further standard surgical steps for conversion osteotomies on long bones of humans can be continued.

Claims

Multidirectional osteotomy teaching for performing conversion osteotomies on long tubular bones of humans, in particular in the area of the thigh bone close to the body, characterized in that the multidirectional osteotomy teaching consists of a swiveling guide rail, which is connected to a special metal body via a lockable ball joint.