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Die
Erfindung betrifft eine Zusatzvorrichtung für einen Operationstisch für die Durchführung einer Hüftprothesenoperation,
insbesondere eine Beinführung.
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Hüftprothesen-Operationen
oder Hüftoperationen
oder Prothesenimplantationen werden mit zunehmender Häufigkeit
durchgeführt,
um im Laufe des Lebens eines Patienten verschlissene Hüftgelenke durch
eine Prothese zu ersetzen. Diese Prothese wird auch als künstliches
Hüftgelenk,
Hüftgelenksprothese
oder Hüftgelenkstotalendoprothese
bezeichnet. Das Verfahren umfasst erstens das Ersetzen der natürlichen
Gelenkpfanne des Beckens und anschließend ein Ersetzen des Hüftkopfes
durch den Prothesenanteil des Oberschenkelknochens mit dem aufsitzenden
Kunstkopf. Die modernsten Verfahren der Hüftoperation verlaufen minimalinvasiv,
dergestalt, dass ein operativer Schnitt, um an den Gelenkbereich
zu gelangen, lediglich 6 cm bis 10 cm lang ist und ohne Durchtrennung
von Muskel- oder Sehnengewebe stattfinden kann, so daß der Patient
im Prinzip schon am selben Tag wieder gehen kann.
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Während der
Operation liegt der Patient auf einem sogenannten Traumabett, dem
ein Beinstrecker vorgestellt ist. Der Beinstrecker ist eine Vorrichtung
um einen Längszug
auf das Bein auszuüben und
um das Bein in bestimmte Stellungen zu bringen (so daß die Operation
einfacher ausgeführt
werden kann). Die Hüftoperation
verläuft
in mehreren voneinander abzugrenzenden Schritten ab: Zunächst wird der Hautschnitt
gesetzt und nachfolgend die Gelenkpfanne ersetzt. Danach wird das
Bein des Patienten in genau definierter Weise bewegt, damit der
Chirug Zugriff auf den Hüftkopf
und/oder den Schenkelhals erhält;
diese genau definierte Bewegung umfasst erstens ein Absenken des
Beins, wobei das Bein in einer Ebene parallel zur Sagittalebene
des Körpers verbleibt,
zweitens eine Rotation des Fußes
um etwa 90° nach
außen
und drittens ein Heranziehen beziehungsweise eine Adduktion des
Beins, so, daß es
in einen hinter dem Patienten befindlichen Bereich gedreht wird.
Erst nach diesen Bewegungen des Beines, welches die ganze Zeit über unter
einer mechanischen Zugspannung gehalten wird, ist ein weiteres Arbeiten
an dem proximalen Oberschenkelknochen möglich. Nach dem Ersetzen des
Gelenkkopfes werden die Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen
und die Wunde vernäht.
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Hierbei
treten mehrere Schwierigkeiten auf: Zum einen ist bei den herkömmlichen
Vorrichtungen während
der oben erwähnten
Bewegungsvorgänge ein
fortwährendes
Nachjustieren mehrerer Achsen, insbesondere im Hinblick auf ein
Aufrechterhalten einer definierten mechanischen Zugspannung, erforderlich.
Würde das
Bein ohne jegliche Führung
abgesenkt werden, würde
die Zugspannung in einem nachteiligen Maße zunehmen. Diese Notwendigkeit des
schrittweisen, fortwährenden
Absenkens und Nachjustierens verlängert die Zeitdauer der Operation,
je nach Erfahrungsgrad desjenigen, der diese Vorrichtung bedient.
Es hat sich gezeigt, daß Hüftprothesenimplantationen
unter Zuhilfenahme des Traumabettes wesentlich länger dauern, wenn die bisherigen
Traumabetten durch ungeübtes
Personal bedient werden.
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Ein
weiterer Nachteil ist, daß ein
Absenken des Beins nicht beliebig weit nach unten fortgetrieben werden
kann, weil der Fuß des
Patienten sonst auf den Fußboden
stößt. Ein Höher-Verlagern
des Patienten ist nicht möglich,
weil damit der Bereich einer optimalen Operationshöhe verlassen
würde.
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Bekannt
ist beispielsweise eine Vorrichtung des Herstellers Maquet. Hierbei
handelt es sich um eine Vorrichtung, die jeweils beide Beine des
Patienten haltert und über
die in einem Abstand zum Rumpf einstellbaren Fußenden jeweils eine einstellbare Zugkraft
auf die Beine des Patienten bereitstellt. Diese Vorrichtung (Bett)
weist die folgenden Nachteile auf: Entweder ist das Absenken jeweils
eines Beines nur schrittweise im Wechsel mit einem fortwährenden Nachjustieren
der Zugspannung möglich,
oder es muß ein
völlig
neues Traumabett angeschafft werden, welches teuer ist.
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In
US 4,802,464 wird eine Zugvorrichtung
für Operationstische
und orthopädische
Operationsvorrichtungen beschrieben, die im wesentlichen an den unteren
Gliedmaßen
eines Patienten unter der Kontrolle einer Vorrichtung mit einer
radiogenen Quelle durchgeführt
werden. Hierzu wird eine Vorrichtung mit hinreichend beweglichen
Armen für
das Aufbringen einer Zugspannung vorgeschlagen, wobei die Kontrollvorrichtung
unter Bereitstellung eines freien Raumes verwendet werden kann.
Die Arme sind an der Vorrichtung angelenkt, wobei die Gelenke in
der Nähe
der Hüftgelenke
des Patienten angeordnet sind und wobei Zugkräfte durch mit den Füßen des
Patienten in Eingriff gebrachten Zugvorrichtungen an den Enden der
Arme aufgebracht werden.
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Beim
Betätigen
der Drehachsen muß allerdings
die Zugspannung für
das jeweilige Bein schrittweise entsprechend der Drehung des Arms
nachjustiert werden. Dies erfordert eine sehr erfahrene Bedienkraft
oder aber eine Zeit, die die Operationsdauer in spürbarem Ausmaß verlängert und
damit einen Nachteil für
den Patienten darstellt. Außerdem
ist die Vorrichtung zweiarmig ausgeführt, was sie zusätzlich aufwendiger
in der Bedienung und teurer macht.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungsvorrichtung vorzuschlagen,
die eine einfache Handhabbarkeit aufweist und bei der das Nachjustieren
von ungeübtem
Personal oder dem Chirurgen selbst mit geringem Zeitaufwand möglich ist.
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Die
Erfindung schlägt
eine Vorrichtung zur Führung
eines Beines bei einer Hüftoperation
gemäß Anspruch
1 vor. Weitere Vorteile, Aspekte und Details der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt schlägt
die Erfindung eine Beinführung
insbesondere für
Hüftoperationen
vor, enthaltend eine Schiene, die eine kreisbogenartige Führung enthält und um
eine senkrecht zur kreisbogenförmigen
Führung
verlaufende Drehachse drehbar ist und eine Beinhalterung, die an
der Schiene verschiebbar gelagert ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Schiene in Richtung der Drehachse längsverstellbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Beinführung ein
Chassis, mit einer Halterung für
eine Buchse zur Aufnahme eines in der Buchse verschiebbaren kolbenartigen
Elements, das an seinem freien Ende die Schiene trägt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung liegt die Verschieberichtung des kolbenartigen Elements
im wesentlichen parallel zu der Drehachse.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung fluchtet die Verschieberichtung des
kolbenartigen Elements mit der Drehachse.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Beinführung eine
Verschiebevorrichtung, welche für
ein definiertes Verschieben des kolbenartigen Elements und damit
auch der Schiene in Richtung der Drehachse ausgebildet ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element auf Rollelementen gegen
wenigstens eine Innenseite der Buchse gelagert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element in der
Buchse arretierbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verschiebevorrichtung durch
Drehen einer Spindel betätigt,
welche Spindel parallel zu der Drehachse oder in Flucht mit der
Drehachse angeordnet ist und frei drehbar in der der offenen Seite
gegenüberliegenden
Seite der Buchse gelagert ist sowie in dem kolbenartigen Element
so gelagert ist, daß ein
Drehen der Spindel ein Verschieben des kolbenartigen Elements parallel
zu der Drehachse oder entlang der Drehachse bewirkt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist an dem freien Ende des kolbenartigen
Elements ein um die Drehachse drehbar gelagertes, die Schiene tragendes,
Kopfelement angebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Schiene an dem Kopfelement
des kolbenartigen Elements angebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Schiene an dem Kopfelement
des kolbenartigen Elements mittels Halterungselementen angebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das Kopfelement bezüglich einer
Drehung um die Drehachse arretierbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element fest
mit der Schiene verbunden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element im wesentlichen frei
in der aufnehmenden Buchse verschiebbar und drehbar gelagert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element mit einem
Außengewinde
versehen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Betätigungselement mit einem auf
das Außengewinde
des kolbenartigen Elements passenden Innengewinde versehen und mit
einer Handgriff-Vorrichtung betätigbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das Betätigungselement auf einem Ende
des kolbenartigen Elements angebracht, welches gegenüber dem
die Schiene tragenden Ende angeordnet ist, wobei die das kolbenartige
Element tragende Buchse in der Mitte angeordnet ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung bewirkt ein Drehen des Betätigungselements ein
Verschieben des kolbenartigen Elements bezüglich der aufnehmenden Buchse.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element in der
aufnehmenden Buchse arretierbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist die aufnehmende Buchse entlang
eines senkrecht zur Verschieberichtung genommenen Umfangs eine Mehrzahl
von Bohrungen auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das kolbenartige Element in der
aufnehmenden Buchse dadurch gegen eine Drehung um die Achse arretierbar,
daß es
eine sich über
seine im wesentlichen gesamte Länge
erstreckende Längsnut aufweist,
in welche ein Stift oder eine Schraube über eine der Bohrungen gesteckt
oder eingeschraubt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Schiene in einer Höhe h, die
im wesentlichen der Höhe
der Drehachse entspricht, einen ersten kreisbogenförmigen Bereich
mit einem ersten Krümmungsradius
r und in einer von der Höhe
h abweichenden Höhe
einen zweiten kreisförmigen
Bereich mit einem zweiten Krümmungsradius
r', wobei gilt:
r ≥ r'.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Beinführung mit arretierbaren Rollen
versehen, so daß sie
auf einem Boden verschiebbar ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Beinführung eine
Fuß-Befestigungsvorrichtung,
welche enthält:
eine Sohlenplatte zum Auflegen einer Sohle eines Fußes, mindestens
eine an der Sohlenplatte angebrachte Befestigungsvorrichtung, mit
der der Fuß fest
mit der Sohlenplatte in Eingriff gebracht wird, sowie einen Hohlholm,
der senkrecht an der Sohlenplatte angebracht ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist der Hohlholm auf der dem Fersenbereich des
Fußes
gegenüberliegenden
Seite angebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Beinhalterung längsverstellbar
und die beiden Enden derselben sind in der Längsachse gegeneinander verschwenkbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Beinhalterung: ein Gleitstück an einem
ersten Ende der Beinhalterung, eine Fuß-Befestigungsvorrichtung am
anderen Ende der Beinhalterung und eine dazwischen angebrachte Vorrichtung für das gegeneinander
vorgenommene Verschwenken sowie das Einstellen eine Abstandes zwischen dem
Gleitstück
und der Fuß-Befestigungsvorrichtung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung sind die beiden Enden der Beinhalterung
um wenigstens 90° gegeneinander
verschwenkbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Beinhalterung weiterhin:
ein Gleitstück,
an welchem ein Schaft befestigt ist, der über ein Gelenk mit einem Innenholm
verbunden ist, sowie einen den Innenholm verschiebbar und arretierbar aufnehmenden
Hohlholm, welcher an der Fuß-Befestigungsvorrichtung
angebracht ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das die Beinhalterung tragende
Gleitstück von
der Schiene aufgenommen und längs
derselben verschiebbar und arretierbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Fuß-Befestigungsvorrichtung an
dem dem Gleitstück
gegenüberliegenden
Ende der Beinhalterung angebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung sind die Achsen des Gelenks miteinander
arretierbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet das mehrachsige Gelenk
ein Kugelgelenk oder ein Kardangelenk.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung sind die Achsen des Kardangelenks
durch zwei senkrecht zueinander ange ordnete, mittels Hebeln arretierbare,
Bolzen oder Schrauben gebildet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das Gelenk aus einem auf dem Schaft
aufsitzenden Kopf gebildet, der so ausgebildet ist, daß er ein
scheibenförmiges
Ende des Innenholms drehbar haltert, so daß der Innenholm gegenüber dem
Schaft auf der gemeinsamen Achse drehbar ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das Gelenk mittels einer Schraube
arretierbar.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung gilt für die Höhe h der Drehachse vom Boden: 85
cm ≤ h ≤ 130 cm, wobei
bevorzugt gilt: 95 cm ≤ h ≤ 120 cm.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung gilt für den ersten Krümmungsradius:
110 cm ≤ r ≤ 260 cm, wobei
bevorzugt gilt: 150 cm ≤ r ≤ 190 cm, wobei
weiter bevorzugt gilt: 160 cm ≤ r ≤ 180 cm, wobei
weiter bevorzugt r = 170 cm gilt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung gilt für den zweiten Krümmungsradius:
100 cm ≤ r' ≤ 250 cm, wobei bevorzugt gilt:
140 cm ≤ r' ≤ 180 cm, wobei weiter bevorzugt
gilt: 150 cm ≤ r' ≤ 170 cm, wobei weiter bevorzugt
gilt: r' = 160 cm.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung erstreckt sich die Schiene so weit,
daß das
die Beinhalterung tragende Gleitstück so weit längs der Schiene
verschiebbar ist, daß die
Beinhalterung gegenüber
der Horizontalen einen Winkel α von
bis zu 60° einnehmen
kann, wobei bevorzugt gilt: α ≤ 50°, wobei weiter
bevorzugt gilt: α =
40°.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das die Beinhalterung tragende
Gleitstück mit
Rollelementen versehen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Beinhalterung an der Schiene
in einer hierzu senkrecht angeordneten zweiten Schiene verschiebbar
gelagert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das die Beinhalterung tragende
Gleitstück
in der Weise ausgeführt,
daß es
eine weitere Führungsschiene
trägt,
welche im Winkel von 90° zur
ersten Führungsschiene
angeordnet ist und welche gleitend das der Buchse zugewandte Ende
des Schaftes aufnimmt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist der Schaft in einem Bereich
an dem dem Schienenteil zugewandten Ende ein Gewinde auf der Schaftoberfläche auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist auf dem Schaft ein Befestigungsteil
mit einem entsprechend passendem Innengewinde, das wirkungsgemäß mit dem
Gewinde das Schafts in Eingriff steht, drehbar angebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist das Befestigungsteil Handgriff-Vorrichtungen
und Vorsprünge
auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das in der Schiene aufgenommene
Gleitstück
dadurch arretierbar, daß das
Befestigungsteil auf dem Gewinde des Schafts soweit in Richtung
der Schiene gedreht wird, bis der Schaft fest im Eingriff mit der
Schiene steht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist das Befestigungsteil vier oder
sechs Handgriff-Vorrichtungen auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine orthopädische Tischanordnung für Hüftoperationen
vorgeschlagen, enthaltend einen Operationstisch mit Mitteln zur
horizon talen sakralen Fixierung eines Patienten auf dem einen Ende
des Tisches und eine Beinführung,
wobei mittels der Beinhalterung der Abstand des Beines von der Führungsschiene
einstellbar ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist der Operationstisch unverrückbar zur
Beinführung
angeordnet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Beinführung aufgrund ihres Eigengewichtes
unverrückbar
zum Operationstisch.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Beinführung aufgrund einer Verschraubung
mit dem Boden unverrückbar
zum Operationstisch.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Beinführung durch eine Einrastvorichtung
fest mit dem Operationstisch in Eingriff gebracht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist die Einrastvorrichtung an einem
Ende fest mit der Beinführung
verbunden und an dem anderen Ende eine Klammer aufweist, die eine
Säule der Operationstisches
mittels eines Bügels
fest in Eingriff bringt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist der Operationstisch eine Höhe h' vom Boden auf, für die gilt:
80 cm ≤ h' ≤ 130 cm, wobei bevorzugt gilt:
90 cm ≤ h' ≤ 120 cm, wobei weiter bevorzugt
gilt, daß die
Höhe h
der Drehachse im wesentlichen gleich der Höhe h'' des
Hüftgelenks
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuerungsvorrichtung für Hüftoperationen
vorgeschlagen, enthaltend einen Operationstisch sowie eine Beinführung, weiterhin
beinhaltend wenigstens einen Sensor zur Erfassung einer Zugspannung
am Bein des Patienten sowie geeignet angebrachte und geeignet mit
dem Sensor gekoppelte Stellmotoren für das automatische Verfahren
des Beines in eine operationsgemäße Position.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet die Steuerungsvorrichtung
für Hüftoperationen:
wenigstens zwei Stellmotoren an dem mehrachsigen Gelenk für ein Schwenken
des Fußes, einen
Stellmotor an dem Gleitstück
für das
Verschieben der Beinhalterung längs
der Schiene und einen Stellmotor an dem Kopfelement für eine Drehung
der Schiene, wenigstens ein Zugspannungssensor wenigstens an der
Fuß-Befestigungsvorrichtung,
einen Programmspeicher, einen Datenspeicher zur Speicherung von
Sollwerten für
einen zeitlichen Verlauf einer Zugspannung und von gemessenen Werten,
einer Vorrichtung zur Aufnahme eines externen Speichermediums oder
eine Netzwerkverbindung, sowie einen Kontroller, der auf der Grundlage
von im Programmspeicher gespeicherten Instruktionen gemessene Werte
von Zugspannungen mit den Sollwerten vergleicht und eine entsprechende
Ansteuerung der Stellmotoren vornimmt.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden anhand nachfolgend aufgeführter Zeichnungen näher erläutert: Hierbei
zeigt
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1 eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung von der Seite gesehen;
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2 ein
Detail der Anordnung des in der Schiene aufgenommenen Gleitelements
in einer Ausführungsform
der Erfindung in einem perspektivischen Aufriß;
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3 ein
Detail der Anordnung des in der Schiene aufgenommenen Gleitelements
in einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung in einer Querschnittsansicht;
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4 eine
Beinführung
in einer alternativen Ausführungsform,
bei der die erforderliche Zugspannung auf das Bein mittels eines
Betätigungselements aufgebracht
wird;
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5 eine
Beinführung
in schematischer Darstellung in Seitenansicht nach 4;
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6 ein
Detail der Ausführungsform
nach Figur in 4 in schematischer Darstellung in einer Frontansicht:
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7 ein
Detail in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die mit einem Kardangelenk versehen ist;
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8 ein
Detail in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die mit einem alternativ ausgeführten
Gelenk versehen ist;
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9 ein
Detail in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
bei der eine Arretierung die Beinhalterung gegen die Schiene sichert
mit einem Detailschnitt des Gleitstücks;
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10 ein
erfindungsgemäß eingesetztes Befestigungsteil;
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11 eine
orthopädische
Tischanordnung für
Hüftoperationen
mit einer Einrastvorrichtung und
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12 eine
schematisch dargestellte erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung für Hüftoperationen.
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In 1 ist
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Beinführung, inbesondere
für die Verwendung
in einer Hüftoperation,
schematisch dargestellt.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
enthält
die erfindungsgemäße Beinführung 57, insbesondere
für Hüftoperationen,
eine Schiene 31, die eine kreisbogenartige Führung und
um eine senkrecht zur kreisbogenförmigen Führung verlaufende Drehachse 71 drehbar
ist und eine Beinhalterung 75, die an der Schiene 31 verschiebbar
gelagert ist. Weiter bevorzugt erstreckt sich die kreisbogenartige
Führung
entlang der gesamten Ausdehnung der Schiene. Durch diese Anordnung
bedingt ist eine Drehachse der Bewegung im Körper des Patienten anstelle außerhalb,
wodurch eine Bewegung des Beins für die Operation in einfacher
Weise geführt
werden kann; dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, wo der
Drehpunkt der Bewegung außerhalb
des Körpers des
Patienten liegt was ein dauerndes Nachjustieren während der
Bewegung erforderlich macht.
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Die
Schiene ist in Richtung der Drehachse längsverstellbar. Die Beinführung 57 enthält ein Chassis 55,
mit einer Halterung für
eine Buchse 45 zur Aufnahme eines in der Buchse verschiebbaren kolbenartigen
Elements 41, das an seinem freien Ende die Schiene trägt. Die
Verschieberichtung des kolbenartigen Elements 41 liegt
im wesentlichen parallel zu der Drehachse 71.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
fluchtet die Verschieberichtung des kolbenartigen Elements 41 mit
der Drehachse 71.
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Die
Beinführung
enthält
eine Verschiebevorrichtung 43, 47, 49,
welche für
ein definiertes Verschieben des kolben artigen Elements 41 und
damit auch der Schiene 31 in Richtung der Drehachse 71 ausgebildet
ist.
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Das
kolbenartige Element 41 ist auf Rollelementen 73 gegen
wenigstens eine Innenseite der Buchse gelagert ist. Als Rollelemente
werden bevorzugt geeignet gehalterte Kugeln verwendet. Ebenso bevorzugt
werden Rollen, die auf innerhalb der Buchse 45 angebrachten
Rollschienen laufen, verwendet.
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Das
kolbenartige Element 41 ist in der Buchse 45 arretierbar.
Bevorzugt wird hierfür
die Verschiebevorrichtung 43, 47, 49 eingesetzt.
Die Verschiebevorrichtung 43, 47, 49 wird
durch Drehen einer Spindel 47 betätigt, welche Spindel parallel
zu der Drehachse 71 oder in Flucht mit der Drehachse angeordnet
ist und frei drehbar in der der offenen Seite gegenüberliegenden
Seite der Buchse gelagert ist sowie in dem kolbenartigen Element 41 so
gelagert ist, das ein Drehen der Spindel ein Verschieben des kolbenartigen
Elements parallel zu der Drehachse oder entlang der Drehachse bewirkt.
Dabei wird die Spindel bevorzugt mittels eines Handrads gedreht.
Weiterhin ist die Spindel frei drehbar in einer Achsbuchse 47 der
Buchse 45 gehaltert und das Ende der Spindel in einem Gewindebereich 43 des
kolbenartigen Elements 41 aufgenommen. In einer weiteren
Ausführungsform
ist der Spindelvortrieb in einer von der Höhe der Drehachse unterschiedlichen
Höhe angebracht.
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An
dem freien Ende des kolbenartigen Elements 41 ist ein um
die Drehachse drehbar gelagertes, die Schiene tragendes, Kopfelement 37 angebracht.
Weiterhin bevorzugt ist das Kopfelement durch eine Schraubvorrichtung
oder Steckvorrichtung 39 arretierbar. Die Schiene 31 ist
an dem Kopfelement 37 des kolbenartigen Elements angebracht.
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Die
Schiene 31 ist an dem Kopfelement 37 des kolbenartigen
Elements 41 mittels Halterungselementen 33, 35 angebracht.
Bevorzugt werden als Halterungselemente zwei Streben 33, 35 verwendet. Ebenso
bevorzugt wird die Schiene über
ein scheibenartiges Abstandselement direkt auf dem Kopfelement angebracht.
Das Kopfelement 37 ist bezüglich einer Drehung um die
Drehachse 71 arretierbar.
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In
einer alternativen Ausführungsform,
gezeigt in 4, ist das kolbenartige Element 46 fest mit
der Schiene 31c verbunden, beispielsweise ist es als ein
zusammenhängendes
Stück,
das einen Kolbenbereich und einen Schienenbereich aufweist, ausgebildet.
Das kolbenartige Element 46 ist in dieser Ausführungsform
im wesentlichen frei in der aufnehmenden Buchse 45c verschiebbar
und drehbar gelagert und es ist mit einem Außengewinde versehen. Ein Betätigungselement 48 ist
mit einem auf das Außengewinde
des kolbenartigen Elements passenden Innengewinde versehen und mit
einer Handgriff-Vorrichtung 50 betätigbar.
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Das
Betätigungselement
ist auf einem Ende des kolbenartigen Elements 46 angebracht,
welches gegenüber
dem die Schiene 31c tragenden Ende angeordnet ist, wobei
die das kolbenartige Element tragende Buchse 45c in der
Mitte angeordnet ist. Ein Drehen des Betätigungselements 48 bewirkt
ein Verschieben des kolbenartigen Elements 46 bezüglich der
aufnehmenden Buchse 45c. Die Funktionsweise ist hier wie
bei miteinander in Eingriff stehender Schraube und Gewindemutter:
Beim Drehen der Schraube verändert
sich ihre Relativposition zur Gewindemutter in einer axialen Richtung.
Um den Aufbau möglichst
einfach zu gestalten, wird hier auf einen Gegenlagerpunkt verzichtet.
Ein Gegenlagerpunkt ist hier auch gar nicht erfoderlich, weil die
erforderliche Gegenkraft, um zu verhindern, daß sich das Befestigungselement
samt kolbenartigen Element frei hin- oder herbewegen kann, durch das Bein
des Patienten, be ziehungsweise durch die durch das Bein geleitete
Zugspannung, aufgebracht wird. Die durch das Bein des Patienten
aufgebrachte Kraft ist hinreichend groß, um einen hinreichend festen
Halt zu erzielen.
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Das
kolbenartige Element 46 ist in der aufnehmenden Buchse 45c arretierbar.
Die aufnehmende Buchse 45c weist entlang eines senkrecht
zur Verschieberichtung genommenen Umfangs eine Mehrzahl von Bohrungen 42 auf.
Das kolbenartige Element 46 ist in der aufnehmenden Buchse 45c dadurch
gegen eine Drehung um die Achse 71c arretierbar, daß es eine
sich über
seine im wesentlichen gesamte Länge
erstreckende Längsnut
aufweist, in welche ein Stift oder eine Schraube über eine
der Bohrungen 42 gesteckt oder eingeschraubt wird. Dies
zeigt in schematischer Übersicht
die 4: Auf der Säule 55c ist
die Buchse 45c in der alternativen Ausführungsform angebracht. Diese
Buchse weist einen glatten, gewindefreien Innendurchmesser auf,
so dass das mit einem Außengewinde
versehene kolbenartige Element 46 frei in der Buchse drehbar
und verschiebbar ist. Das Verschieben wird durch das Betätigungselement 48 erreicht,
das mit einem auf das Außengewinde
des kolbenartigen Elements passenden Innengewinde versehen und mit
einer Handgriff-Vorrichtung 50 betätigbar ist.
Die Funktionsweise ist wie bei der Gewindemutter-Schraube-Verbindung,
bei der ein Drehen der Schraube eine Bewegung relativ zur Gewindemutter
in axialer Richtung bewirkt. Ein Betätigen des Befestigungselements durch
Drehen im Uhrzeigersinn von der dem Patienten gegenüberliegenden
Seite aus gesehen bewirkt, daß das
kolbenartige Element vom Patienten weg bewegt wird und damit eine
Zugspannung im Bein aufbaut. Die Schiene 31c ist um die
Achse 71c drehbar, wobei eine Arretierung durch die Kombination der
in dem kolbenartigen Element 46 vorliegenden Nut mit der
Schraube oder dem Stift 44 mit den Durchgangslöchern 42 erzielt
ist. Die Durchgangslöcher 42 sind
in zweckmäßigen Abständen angeordnet
und ermöglichen so
die Arretierung der Schiene gegen ein Drehen in einer Mehrzahl von
Stellungen.
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5 zeigt
dieses Ineinandergreifen in einer Seitenansicht: Dadurch, daß der Stift
oder die Schraube durch die Buchse 45d bis zu einer Nuttiefe 40d in
dem kolbenartigen Element 46d durchgreift, ist ein unbeabsichtigtes
Drehen des kolbenartigen Elements 46d und damit auch ein
unbeabsichtigtes Drehen der Schiene 31d unterbunden.
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6 zeigt
dies nocheinmal in einer Frontansicht: Das kolbenartige Element 46e weist
eine Nut mit einer Nuttiefe 40e auf; die möglichen
Stellungen des kolbenartigen Elements und damit der Schiene (hier
nicht gezeigt) sind durch die Anordnung der Durchgangslöcher 42e definiert.
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Die
Schiene 31 enthält
in einer Höhe
h, die im wesentlichen der Höhe
der Drehachse 71 entspricht, einen ersten kreisbogenförmigen Bereich
mit einem ersten Krümmungsradius
r und in einer von der Höhe
h abweichenden Höhe
einen zweiten kreisförmigen
Bereich mit einem zweiten Krümmungsradius
r' enthält, wobei
gilt: r ≥ r'. Die Bereiche unterschiedlicher
Krümmungsradien
gehen stetig ineinander über,
so daß das
Bewegen des Gleitstücks
längs der
Schiene glatt und ohne abrupte Änderungen
erfolgt. Aufgrund der Bedingung r > r' ist sichergestellt, das
das Bein des Patienten nach dem Absenken unter einer geringeren
Zugspannung als der Anfangszugspannung steht. Auf diese Weise wird
eine übermäßige Belastung
des Gewebes verhindert und die Operation erleichtert. Hierbei ist
das Gleitstück
so ausgeführt,
daß es
leichtgängig
auf der Führungsschiene
entlangläuft.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist es mit Rollelementen, wie zum Beispiel Kugeln, ausgebildet.
Ebenso ist ein Gleiten innerhalb einer Schienenführung bevorzugt ausgeführt. Weiterhin
bevorzugt ist die Schiene in einem U-Profil ausgeführt, innerhalb
welchem das Gleitstück
auf der Führungs schiene
entlang gleitet. Außerdem
kann das Gleitstück
auf der Schiene 31 arretiert werden.
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Die
erfindungsgemäße Beinführung ist
mit arretierbaren Rollen 53 versehen, so daß sie auf
einem Boden verschiebbar ist. Die an der Grundplatte 51 des
Chassis 55 angebrachten Rollen sind in einer Ausführungsform
durch mit dem Boden fest in Eingriff stehende Elemente, wie zum
Beispiel Schrauben o.ä.
ersetzbar, um ein hohes Gewicht der Beinführung in einer speziellen Ausführungsform
zu haltern. Weiterhin enthält
die erfindungsgemäße Beinführung 57 eine
Fuß-Befestigungsvorrichtung 9,
wobei die Fuß-Befestigungsvorrichtung,
enthält:
eine Sohlenplatte zum Auflegen einer Sohle eines Fußes 7,
mindestens eine an der Sohlenplatte angebrachte Befestigungsvorrichtung,
mit der der Fuß fest
mit der Sohlenplatte in Eingriff gebracht wird, sowie einen Hohlholm 11,
der senkrecht an der Sohlenplatte angebracht ist. Bevorzugt ist
die Sohlenplatte mit Riemen versehen, so daß der Fuß 7 des Patienten
P nach einer Befestigung wie bei Sandalen fest mit der Sohlenplatte
und damit mit der Beinführung 57 in
Eingriff steht. In einer anderen Ausführungsform ist die Fuß-Befestigungsvorrichtung 7, 9 wie
ein Vollschuh ausgebildet.
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Der
Hohlholm 11 ist auf der dem Fersenbereich des Fußes gegenüberliegenden
Seite angebracht. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Schwenken
der Beinhalterung 75 zu einem Schwenken des Beines 5 führt, wobei
beide Schwenkachsen miteinander fluchten.
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Die
Beinhalterung 75 ist längsverstellbar
und die beiden Enden derselben sind in der Längsachse gegeneinander verschwenkbar.
Weiterhin enthält
die Beinhalterung 75: ein Gleitstück 29; 29a; 29b an
einem ersten Ende der Beinhalterung, eine Fuß-Befestigungsvorrichtung 9 am
anderen Ende der Beinhalterung und eine dazwischen angebrachte Vorrichtung
für das
gegeneinander vorgenommene Verschwenken sowie das Einstellen eine
Abstandes zwischen dem Gleitstück
und der Fuß-Befestigungsvorrichtung.
Ein Beispiel für
die Aufnahme eines Gleitelements 29a in einer Schiene 31a zeigt 2:
Der Querschnitt der Schiene weist eine U-Form mit nach innen gebogenen
Enden auf, so daß das
Gleitstück nicht
herausfallen kann. Wie hier nur angedeutet und weiter unten detaillierter
beschrieben, weist das Gleitstück
gelagerte Kugeln auf, so daß ein
Gleiten erleichtert ist.
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Hierbei
sind die beiden Enden der Beinhalterung 75 um wenigstens
90° gegeneinander
verschwenkbar. Weiterhin enthält
die Beinhalterung 75: ein Gleitstück 29; 29a; 29b,
an welchem ein Schaft 27 befestigt ist, der über ein
Gelenk 17 mit einem Innenholm 13 verbunden ist,
sowie einen den Innenholm verschiebbar und arretierbar aufnehmenden Hohlholm 11,
welcher an der Fuß-Befestigungsvorrichtung 9 angebracht
ist. Das die Beinhalterung 75 tragende Gleitstück 29 ist
von der Schiene aufgenommen und längs derselben verschiebbar
und arretierbar. An dem dem Gleitstück 29 gegenüberliegenden
Ende der Beinhalterung 75 ist die Fuß-Befestigungsvorrichtung 9 angebracht.
Die Achsen des Gelenks 17 sind miteinander arretierbar.
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Das
Gelenk 17 beinhaltet ein Kugelgelenk oder ein Kardangelenk.
Im letzteren Falle sind die Achsen des Kardangelenks 17 durch
zwei senkrecht zueinander angeordnete, mittels Hebeln 19f arretierbare,
Bolzen oder Schrauben gebildet. 7 zeigt ein
Detail der mit einem Kardangelenk 17f gebildeten Ausführungsform.
Hierbei sind die beiden Achsen des Kardangelenks 16f und 18f an
den herausragenden Enden so mit Gewindemuttern im Eingriff, daß unter
Zuhilfenahme zweier Hebel 19f das Kardangelenk für beide
Schwenkrichtungen fest arretierbar ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist das Gelenk 17g gebildet aus einem auf dem Schaft 27g aufsitzenden
Kopf 18, der so ausgebildet ist, daß er ein scheibenförmiges Ende
des Innenholms 13g drehbar haltert, so daß der Innenholm 13g gegenüber dem
Schaft 27g auf der gemeinsamen Achse 72 drehbar
ist, wie in 8 veranschaulicht ist.
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Die
Abmessungen der Beinführung
ergeben sich aus den anatomischen Gegebenheiten des Menschen, wobei
die festen Abmessungen unabhängig
von individuellen Ausprägungen
sind; für
die festen Abmessungen wird vielmehr von einem Normpatienten ausgegangen – die individuelle
Anpassung wird jeweils durch Betätigung
der beschriebenen Gelenke und Schienen erzielt. Für die Höhe h der
Drehachse 71 vom Boden gilt: 85 cm ≤ h ≤ 130 cm, wobei bevorzugt gilt:
95 cm ≤ h ≤ 120 cm. Für den ersten Krümmungsradius
gilt: 110 cm ≤ r ≤ 260 cm, wobei bevorzugt
gilt: 150 cm ≤ r ≤ 190 cm, wobei
weiter bevorzugt gilt: 160 cm ≤ r ≤ 180 cm, wobei
weiter bevorzugt r = 170 cm gilt. Für den zweiten Krümmungsradius
gilt: 100 cm ≤ r' ≤ 250 cm, wobei bevorzugt gilt: 140
cm ≤ r' ≤ 180 cm, wobei weiter bevorzugt
gilt: 150 cm ≤ r' ≤ 170 cm, wobei weiter bevorzugt
gilt: r' = 160 cm.
Die Schiene 31 erstreckt sich so weit, daß das die
Beinhalterung 75 tragende Gleitstück 29 so weit längs der
Schiene verschiebbar ist, daß die
Beinhalterung gegenüber
der Horizontalen einen Winkel α von
bis zu 60° einnehmen
kann, wobei bevorzugt gilt: α ≤ 50°, wobei weiter
bevorzugt gilt: α =
40°.
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Weiterhin
ist das die Beinhalterung 75 tragende Gleitstück 29a mit
Rollelementen versehen. Die Rollelemente können als mittels Ringfedern
in Nuten des Gleitstücks
eingefaßte
Kugeln ausgeführt sein,
um das Gleiten zu erleichtern. Ein Beispiel hierfür zeigt 9:
Das in der Schiene 31h aufgenommene Gleitstück 29h weist
an den inneren Reibungsflächen
mit der Gleitschiene Kugeln 141 auf, die jeweils in einer
Buchse aus elastischem Material 143 aufgenommen sind, welche
jeweils in einer Aufnehmung 145 des Gleitstücks eingepaßt ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Beinhalterung an der Schiene in einer hierzu senkrecht angeordneten
zweiten Schiene verschiebbar gelagert. Hierbei ist das die Beinhalterung 75 tragende
Gleitstück 29b in
der Weise ausgeführt, daß es eine
weitere Führungsschiene 77 trägt, welche
im Winkel von 90° zur
ersten Führungsschiene angeordnet
ist und welche gleitend das der Buchse 45 zugewandte Ende
des Schaftes 27 aufnimmt. 3 veranschaulicht
diese Anordnung. Die Schiene 31b nimmt das Gleitstück 29b auf,
so daß es
in die Richtungen 23b und 25b verschiebbar ist.
Im Mittelteil beinhaltet das Gleitstück 29b eine im Winkel von
90° zur
Schiene 31b angeordnete zweite Führungsschiene 77.
In dieser ist ein Tragestück 79 gleitend
aufgenommen, an welchem das der Buchse 45 zuwandte Ende
der Beinhalterung 75 befestigt ist. Auf diese Weise ist
zusätzlich
noch eine gegenüber dem
Gleiten auf der Schiene 31 vorgegebene Bewegung um 90° gedrehte
Bewegung möglich.
Dies kann für
eine Feinjustierung der Beinposition und -lage vorteilhaft sein.
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Der
Schaft 27h weist in einem Bereich an dem dem Schienenteil 31h zugewandten
Ende ein Gewinde auf der Schaftoberfläche auf. Auf dem Schaft 27h ist
ein Befestigungsteil 91 mit einem entsprechend passendem
Innengewinde, das wirkungsgemäß mit dem
Gewinde das Schafts in Eingriff steht, drehbar angebracht. Das Befestigungsteil 91 weist
Handgriff-Vorrichtungen 93 und Vorsprünge 95 auf. Das in
der Schiene 31h aufgenommene Gleitstück 29h ist dadurch
arretierbar, daß das
Befestigungsteil 91 auf dem Gewinde des Schafts 27h soweit
in Richtung der Schiene 31h gedreht wird, bis der Schaft
aufgrund einer Haftreibung der Vorsprünge 95 gegen die Schiene
fest im Eingriff mit der Schiene 31h steht. Dies ist in 9 veranschaulicht: Auf
dem der Schiene 31h nächstgelegenen
Ende der Beinhalterung weist der Schaft 27h in einem zweckmäßigen Bereich
ein Gewinde auf der Außenoberfläche auf,
so daß das
Befestigungsteil wie eine Gewindemutter auf der Schraube gedreht
werden kann. Wird das Befestigungsteil im Uhrzeigersinn gedreht, so
nähert
es sich immer mehr der Gleitschiene, bis die Vorsprünge 95 aufgrund
der Haftreibung eine weitere Drehung nicht mehr zulasssen. Damit
ist dann auch die Bewegung des Gleitens des Gleitelements unterbunden.
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Das
Befestigungsteil 91i weist vier oder sechs Handgriff-Vorrichtungen 93i auf.
Dies ist in 10 in einer Seitenansicht und
einer Frontansicht veranschaulicht, wobei hier lediglich eine Ausführungsform
mit vier Handgriff-Vorrichtungen gezeigt ist. Die Handgriff-Vorrichtungen
dienen der leichteren Bedienbarkeit des Befestigungsteils.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine orthopädische
Tischanordnung 57, 59 für Hüftoperationen vorgesehen, enthaltend
einen Operationstisch 59 mit Mitteln 61 zur horizontalen
sakralen Fixierung eines Patienten P auf dem einen Ende des Tisches
und eine Beinführung 57,
wobei mittels der Beinhalterung 75 der Abstand des Beines 5 von
der Führungsschiene 31 einstellbar
ist.
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Hierbei
ist der Operationstisch 59 der orthopädischen Tischanordnung unverrückbar zur
Beinführung 57 angeordnet.
Die Beinführung
ist aufgrund ihres Eigengewichtes oder aufgrund einer Verschraubung
mit dem Boden unverrückbar
zum Operationstisch. Zusätzlich
oder alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform, wie in 11 gezeigt,
die Beinführung 57j durch
eine Einrastvorrichtung fest mit dem Operationstisch 59j in
Eingriff gebracht. Hierbei ist die Einrastvorrichtung 161 an
einem Ende fest mit der Beinführung
verbunden und weist an dem anderen Ende eine Klammer 163 auf,
die eine Säule
der Operationstisches mittels eines Bügels 165 fest in Eingriff
bringt. Der Operationstisch 59 der orthopädischen
Tischanordnung weist eine Höhe
h' vom Boden auf,
für die
gilt: 80 cm ≤ h' ≤ 130 cm, wobei bevorzugt gilt:
90 cm ≤ h' ≤ 120 cm, wobei weiter bevorzugt
gilt, daß die
Höhe h
der Drehachse im wesentlichen gleich der Höhe h'' des
Hüftgelenks 1, 3 ist.
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Die
erfindungsgemäßen Ausführungsformen gestatten
eine gegenüber
dem Stand der Technik vereinfachte Ausführung einer Hüftoperation.
Insbesondere sind für
die Schritte der Operation, bei denen eine Bewegung von Körperteilen
des Patienten erfoderlich ist (Absenken des Beins, Schwenken des
Fußes
sowie Adduktion des Beins) aufgrund der an den menschlichen Gelenken
orientierten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
nur jeweils einfache Verschiebe- oder Schwenkbewegungen erforderlich,
so daß eine
erhebliche Vereinfachung der Handhabe und damit eine rasche Operation
auch bei weniger geübtem
Bedienpersonal möglich
ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
erfolgt die Bewegung der drei Schritte (Absenken des Beins, Schwenken
des Fußes
sowie Adduktion des Beins) automatisch durch eine Steuerung, die
umfaßt:
Stellmotoren mit Winkelsensoren, Sensor zum Erfassen einer Zugspannung
in der Fuß-Befestigungsvorrichtung,
Programmspeicher für
die Ansteuerung der Motoren unter Inbezugnahme der aufgenommen Meßwerte,
Datenspeicher für
die Vorgabe eines zeit- und winkelabhängigen Sollverlaufs für die Zugspannung.
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Weiterhin
wird eine Steuerungsvorrichtung für Hüftoperationen vorgeschlagen,
enthaltend einen Operationstisch 59 sowie eine Beinführung 57,
weiterhin beinhaltend wenigstens einen Sensor zur Erfassung einer
Zugspannung am Bein des Patienten sowie geeignet angebrachte und
geeignet mit dem Sensor gekoppelte Stellmotoren für das automatische
Verfahren des Beines in eine operationsgemäße Position.
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Die
Steuerungsvorrichtung für
Hüftoperationen
beinhaltet: wenigstens zwei Stellmotoren 111, 113 an
dem mehrachsigen Gelenk 17 für ein Schwenken des Fußes 7,
einen Stellmotor 115 an dem Gleitstück 29 für das Verschieben
der Beinhalterung 75 längs
der Schiene und einen Stellmotor 117 an dem Kopfelement 37 für eine Drehung
der Schiene 31, wenigstens ein Zugspannungssensor 119 wenigstens
an der Fuß-Befestigungsvorrichtung,
einen Programmspeicher 123, einen Datenspeicher 125 zur
Speicherung von Sollwerten für
einen zeitlichen Verlauf einer Zugspannung und von gemessenen Werten,
einer Vorrichtung zur Aufnahme eines externen Speichermediums 127 oder
eine Netzwerkverbindung 129, sowie einen Kontroller 121,
der auf der Grundlage von im Programmspeicher 123 gespeicherten
Instruktionen gemessene Werte von Zugspannungen mit den Sollwerten
vergleicht und eine entsprechende Ansteuerung der Stellmotoren 111, 113, 115, 117 vornimmt.