DE202006017876U1

DE202006017876U1 - Knochenstanze

Info

Publication number: DE202006017876U1
Application number: DE202006017876U
Authority: DE
Original assignee: Soering GmbH
Current assignee: Soering GmbH
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2016-11-25
Also published as: US20080183173A1

Abstract

Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke, dadurch gekennzeichnet, dass der als Sonotrode (1, 1', 1'') gestaltete Bohrer im distalen Bereich rohrförmig und mit einer stirnseitigen Verzahnung geformt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine(n) Knochenstanze/Bohrer und eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke.
Es sind im Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen und Bohrer bekannt geworden, die im Prinzip alle ähnlich einem herkömmlichen Spiralbohrer arbeiten. So wird z.B. in der DE 38 902 13 C2 ein zweistufiger Schädelbohrer beschrieben, bei dem das zu bohrende Loch in zwei Stufen durch den Schädelknochen gebohrt wird. Zunächst bohrt der sog. Hauptbohrer in die Schädeldecke und durch die besondere Konstruktion des Werkzeugs wird im Moment des Durchbruchs des Hauptbohrers durch die Schädeldecke bewirkt, dass die Bohrkrone an der erreichten Stelle stehen bleibt. Dies hat eine plötzliche und zuverlässige Auskupplung zur Folge, so dass beide Bohrer augenblicklich stehen bleiben. Somit kann der Hauptbohrer nicht in das Gehirn eindringen und die äußere Bohrkrone kann nicht weiter in die Schädeldecke einschneiden.
All diese Bohrer, die mittels einer Drehbewegung das Knochengewebe zerspanen, erfordern eine starre Führung zum Schädel, damit ein Verlaufen des Bohrers beim Aufsetzen auf den Schädelknochen vermieden wird. Auch besteht bei einem Spiralbohrer die Gefahr, dass sich dieser in das Knochengewebe hineinzieht und so die Gefahr des zu tiefen Eindringens gegeben ist. Diese Gefahr wurde in der eingangs zitierten Patentschrift beschrieben und durch eine sehr aufwändige Konstruktion gebannt.
Es wird als nachteilig empfunden, dass das Knochengewebe vollständig zerspant werden muss, um z.B. ein Loch von sechs bis acht Millimeter Durchmesser in einen Schädel zu bohren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und einen Bohrer zu schaffen, der ein Eindringen bzw. Durchdringen eines Schädelknochens ohne vollständige Zerspanung des Knochens möglich macht.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der Bohrer nach Art einer Lochsäge als Sonotrode gestaltet ist und mittels eines axial am Schaft des Bohrers befestigten Ultraschall-Konverters in eine Ultraschallschwingung versetzt wird.
Für das spanarme Bohren von Löchern durch einen Schädelknochen mittels eines als Sonotrode gestalteten rohrförmigen Bohrers hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass der Bohrer stirnseitig mit einer Art Verzahnung versehen wurde. Hierbei wird nach dem Aufsetzen des Werkzeuges auf den Schädelknochen der Ultraschallgenerator eingeschaltet. Unter leichtem Druck dringt der Bohrer jetzt in den Schädelknochen ein. Der beim Trockenbohren entstehende Knochenstaub wird durch die Schwingungen aus dem Ringspalt heraus geblasen, so dass die Sonotrode bei gerader Führung nicht blockiert.
Der außerdem entstehende Rauch wird durch eine angelegte Absaugeinrichtung von der Bohrstelle entfernt.
Eine Verminderung der beim Bohren entstehenden Wärme und des hiermit verbundenen Rauches kann durch Zuführen von Wasser ermöglicht werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass es aufgrund der Kavitation zu einem Aufschäumen des Wassers und des im Ringspalt befindlichen Knochenschlamms kommt und das Operationsfeld nicht mehr klar zu sehen ist.
Es wurden Versuche mit verschiedenen Frequenzen durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass ein Bereich von 20 bis 70 KHz ein gutes Ergebnis brachte. Das beste Ergebnis wurde mit einer Frequenz von 45–60 Khz, insbes. 55 KHz erreicht.
Die Gestaltung des Bohrers als sog. Lochsäge hat den Vorteil, dass nur ein geringer Teil des Schädelknochens zerspant werden muss.
Hierbei ist es auch vorteilhaft, dass die äußere Form des Bohrers leicht konisch gestaltet ist, um ein Verklemmen während des Bohrvorganges zu verhindern. Es ist auch denkbar, bei einer zylindrischen Gestaltung des Bohrers den Außendurchmesser unmittelbar hinter der Verzahnung um wenige Zehntel Millimeter zu verringern. Eine Untersuchung des Schwingungsverhaltens der Sonotrode bestimmt letztlich Art und Form der Durchmesserreduzierung. Beim Bohren wird das heraus gesägte Schädelknochensegment vom Innenraum des Bohrkopfes aufgenommen. Im hinteren Bereich des Bohrkopfes ist eine vorzugsweise achsparallele Bohrung vorgesehen, die verhindert, dass sich beim Eindringen der Knochenscheibe ein Kompressionsdruck aufbaut. Außerdem kann nach Abschluss des Bohrvorganges das Knochensegment mit einem dünnen Stab durch diese Bohrung aus dem Bohrkopf ausgestoßen werden.
Damit beim Durchtritt der Stirnseite der Sonotrode durch den Schädelknochen die Dura nicht verletzt wird, ist über die Sonotrode in axialer Richtung eine sog. Anschlaghülse geschoben. Diese Anschlaghülse ist entsprechend der Dicke des Schädelknochens in ihrer Längserstreckung einstellbar. Diese Anschlaghülse ist nicht mit dem Ultraschall-Konverter verbunden, so dass die Anschlagsfläche nicht mit Schallenergie beaufschlagt wird. Der Außendurchmesser der Anschlagfläche ist so gewählt, dass der Blick auf die Stirnseite der Sonotrode nicht beeinträchtigt wird.
Eine andere Lösung, nur den Schädelknochen nicht aber die Dura zu durchbohren, ist die Stromaufnahme des Gerätes zu überwachen. Im Moment des Durchbruches durch den Schädelknochen bricht der Widerstand zusammen und die Stromaufnahme sinkt automatisch. Mit einer entsprechenden elektrischen Schaltung kann im Moment des Stromabfalls die Spannungsversorgung des Ultraschallgenerators unterbrochen werden.
Temperaturmessungen haben ergeben, dass diese in Abhängigkeit von Frequenz und Anpressdruck bis zu 75 Grad Celsius betragen kann. Ein solcher Temperaturwert führt nicht zu Beschädigungen des Schädelknochens.
Als besonders vorteilhaft wird gesehen, dass der Operateur mit nur einem Ultraschallgenerator die unterschiedlichsten Geräte betreiben kann. Es ist beispielsweise zum Bohren eines Loches durch die Schädeldecke lediglich ein entsprechendes Handstück mit Bohrsonotrode erforderlich, welches über eine Zuleitung vom Ultraschallgenerator mit Energie versorgt wird.
Wenn der Ultraschallgenerator mit einer elektronischen Handstückerkennung ausgestattet ist, brauchen sich weder Chirurg noch Assistent um die Einstellung der erforderlichen Parameter zu kümmern, da die Handstückerkennung die entsprechenden Grundwerte abruft. Selbstverständlich können diese Grundwerte manuell noch verändert werden, wenn es der Chirurg für notwendig erachtet.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
1 – eine schematische Anordnung einer Bohrsonotrode;
2 – eine vergrößerte geschnittene Darstellung des vorderen Teiles der Bohrsonotrode und den Ausstoßstab;
3 – verschiedene Schneidenformen a, b und c der Bohrkrone;
1 zeigt in vereinfachter Darstellung ein Handstück, in dessen Griffteil der Ultraschall-Konverter (5) untergebracht ist. Durch die Anschlussleitung (6) ist das Handstück mit einem Ultraschall-Generator (7) verbunden. Durch eine entspr. Öffnung im vorderen Ende des Handstücks wird die Sonotrode (1, 1', 1'') eingeführt und mit dem Ultraschall-Konverter (5) verschraubt. Die Sonotrode (1, 1', 1'') ist so gestaltet, dass das distale Ende in einen größeren Durchmesser, den Bohrkopf (2, 2', 2'') übergeht. Dieser Bohrkopf ist mit einer axialen Bohrung versehen, so dass die Bohrkrone (3, 3', 3'') nach Art eines Röhrenbohrers oder einer Lochsäge gestaltet ist. Die Form der an der Stirnseite der Bohrkrone (3, 3', 3'') vorgesehenen Schneidzähne ist je nach Anwendungsfall unterschiedlich.
Über die Sonotrode ist eine Anschlaghülse (4) geschoben, die mit einem Feingewinde längsveränderbar im Griffteil des Ultraschall-Konverters (5) befestigt ist. Diese Anschlaghülse kann an ihrem freien Ende eine Durchmesservergrößerung aufweisen, damit die Anschlagfläche groß genug gegenüber dem Durchmesser des Bohrkopfes ist. Mittels des hier nicht dargestellten Feingewindes kann die Anschlaghülse (4) axial verlagert werden, je nach dem wie dick der Schädelknochen im Bereich der Bohrstelle ist. Dieses Maß d wird durch Hinein- bzw. Herausschrauben der Anschlaghülse (4) anhand des Röntgenbildes eingestellt. Die Anschlaghülse (4) hat keinen Kontakt zum Ultraschall-Konverter und ist somit schwingungsfrei. Ein solcher Anschlag ist notwendig, damit beim Durchtritt der Bohrkrone durch den Schädelknochen die Dura nicht verletzt wird.
2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bohrkopfes (2, 2', 2'') aus 1. Aus dieser Abbildung wird deutlich, dass der Schaftbereich des Bohrkopfes gegenüber dem Kronenbereich (3, 3', 3'') einen geringeren Durchmesser aufweist. Das ist – wie eingangs erwähnt – hilfreich, denn hierdurch wird ein Verklemmen des Bohrkopfes (2, 2', 2'') im Bohrloch verhindert.
Ferner ist aus dieser Darstellung zu ersehen, dass im Bohrkopf (2, 2', 2'') eine axiale Bohrung (8) vorgesehen ist, die verhindert, dass sich beim Eindringen der Knochenscheibe ein Kompressionsdruck aufbaut. Außerdem kann nach Abschluss des Bohrvorganges das Knochensegment mit einem Ausstoßstab (9) durch diese Bohrung (8) aus dem Bohrkopf (2, 2', 2'') ausgestoßen werden.
In 3 werden mit der Kennzeichnung a, b, c drei verschiedene Formen der Bohrkrone (3, 3', 3'') gezeigt; in Abb. a die Schneidzähne rechteckig gestaltet, Abb. b zeigt eine klare Sägezahnform, wobei hierbei davon ausgegangen wird, dass der Bohrkopf eine leichte Drehbewegung ausführt. Abb. c zeigt eine Bohrkrone mit einer Verzahnung wie sie aus den 1 und 2 bekannt ist, jedoch ist der Außendurchmesser des Bohrkopfes (2, 2', 2'') nicht zylindrisch sondern leicht konisch gestaltet. Auch diese Form soll ein Verklemmen des Bohrkopfes im Bohrloch verhindern. Selbstverständlich sind auch noch andere Formen einer Bohrkrone denkbar.

1, 1', 1'': Sonotrode
2, 2', 2'': Bohrkopf
3, 3', 3'': Bohrkrone
4: Anschlaghülse
5: Ultraschall-Konverter
6: Anschlussleitung
7: Ultraschall-Generator
8: Bohrung
9: Ausstoßstab
d: Dicke des Schädelknochens

Claims

Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke, dadurch gekennzeichnet, dass der als Sonotrode (1, 1', 1'') gestaltete Bohrer im distalen Bereich rohrförmig und mit einer stirnseitigen Verzahnung geformt ist.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (1, 1', 1'') mit einer Frequenz von 20 bis 70 KHz, vorzugsweise von 50 bis 60 KHz erregt wird.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Bohrkrone (3, 3', 3'') unter einem Winkel von 45° angeordnet sind.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Bohrkrone (3, 3', 3'') unterschiedlich geneigt die Form einer Säge aufweisen.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Bohrkrone (3, 3', 3'') parallel zur Mittelachse verlaufen und zwischen sich jeweils eine Lücke lassen.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Bohrkrone (3, 3', 3'') etwas größer als der Außendurchmesser des Bohrkopfes (2, 2', 2'') ist.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Bohrkopfes (2, 2', 2'') von der Bohrkrone (3, 3', 3'') nach hinten konisch verläuft.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im hinteren Bereich des Bohrkopfes (2, 2', 2'') eine achsparallele Bohrung (8) als Entlüftungs- und Auswerföffnung vorgesehen ist.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Zubehörteil ein sog. Ausstoßstab (9) vorhanden ist.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Sonotrode (1, 1', 1'') eine axial verstellbare Anschlaghülse (4) geschoben ist.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlaghülse (4) an ihrer Stirnseite eine tellerartige Anschlagfläche aufweist.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verstellung mittels eines auf der Oberfläche der Anschlaghülse (4) angeordneten Feingewindes erfolgt.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 1 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgung des Ultraschallgenerators nach dem Durchstoßen des Schädelknochens unterbrochen wird.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung der Spannungsversorgung durch das Absinken der Stromaufnahme aufgrund des nach dem Durchbruch geringeren Widerstandes ausgelöst wird.
Bohrer zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verstellung durch einen Schiebesitz erfolgt, wobei die Anschlaghülse (4) mittels einer (nicht dargestellten) Klemmschraube fixiert wird.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbes. Zum Durchbohren der Schädeldecke bestehend aus – einem Ultrschall-Generator (7) – einer Anschlussleitung (6) – einem in einem Handstück untergebrachten Ultraschall-Konverter (5) – einer in den Ultraschall-Konverter (5) eingesetzten als Bohrer geformten Sonotrode (1, 1', 1'').
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochenge webe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Bohrkrone (3, 3', 3'') unter einem Winkel von 45° angeordnet sind.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Bohrkrone (3, 3', 3'') unterschiedlich geneigt die Form einer Säge aufweisen.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken der Bohrkrone (3, 3', 3'') parallel zur Mittelachse verlaufen und zwischen sich jeweils eine Lücke lassen.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Bohrkrone (3, 3', 3'') etwas größer als der Außendurchmesser des Bohrkopfes (2, 2', 2'') ist.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Bohrkopfes (2, 2', 2'') von der Bohrkrone (3, 3', 3'') nach hinten konisch verläuft.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im hinteren Bereich des Bohrkopfes (2, 2', 2'') eine achsparallele Bohrung (8) als Entlüftungs- und Auswerföffnung vorgesehen ist.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Zubehörteil ein sog. Ausstoßstab (9) vorhanden ist.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Handstückgehäuse eine Anschlaghülse (4) befestigt ist.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlaghülse (4) mittels eines Feingewindes in das Handstückgehäuse eingeschraubt ist.
Vorrichtung zum Bohren von Löchern in bzw. durch Knochengewebe insbesondere zum Durchbohren der Schädeldecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verlagerung der Anschlaghülse (4) durch einen Schiebesitz erfolgt, wobei die Anschlaghülse mittels einer (hier nicht dargestellten) Klemmschraube fixiert wird.