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Die
Erfindung betrifft einen flexiblen Knochenmarker für die Benutzung
bei einer bildgeführten Operation.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bildgeführte Operationsverfahren
(BGO) sind gut bekannt. Zum Beispiel werden solche Verfahren bei
orthopädischen
Eingriffen benutzt, um eine zuvor festgelegte Stelle an einem Knochen
des Patienten zu lokalisieren, selbst nachdem der Knochen bewegt
wurde. Die genaue Berechnung der Lokalisierung der Knochenstelle
ermöglicht
die sichere Navigation einer chirurgischen Vorrichtung, welche an
der Stelle zum Einsatz kommt.
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Während einer
orthopädischen
BGO ist es wichtig, daß ein
Knochenmarker, der als Referenz für die Berechnung der Lokalisierungen
auf einem Patientenknochen eingesetzt wird, sich nicht in Bezug auf
den Knochen, an dem er befestigt ist, bewegt. Knochenmarker bewegen
sich typischerweise aufgrund der Weichheit des Knochens, an welchem
sie angebracht sind. Bedingt durch die Weichheit des Knochens ist
es schwierig, eine stabile feste Fixierung zu erreichen. Außerdem kann
es passieren, daß der
Chirurg an den Knochenmarker anstößt, wenn er befestigt ist,
was dazu führt,
daß der
Marker sich bewegt oder an dem Befestigungspunkt in dem Knochen
einen leichten Zug verursacht. Dadurch kommt es dann zu Ungenauigkeiten
bei der Berechnung der spezifischen Knochenstelle, da sich der Marker
in Bezug auf den Kochen bewegt hat. Ferner kann die Festigkeit der
Fixierung des Knochenmarkers am Befestigungspunkt geringer sein,
wenn die Kraft, die aufgebracht wurde, um den Marker zu fixieren,
stark genug war, um den Knochen am Befestigungspunkt zu beschädigen. In
solchen Fällen
muß der
Chirurg den Knochenmarker erneut anbringen, was zu zeitlicher Verzögerung und
Frustration führt.
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Das
Dokument US-A-2002/0107518 offenbart einen Knochenmarker mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung stellt einen flexiblen Knochenmarker für die Benutzung bei einer BGO
bereit, welcher Kräfte,
die auf den Knochenmarker angewendet werden, toleriert und auch
die Kraft, die auf den Marker/Knochenbefestigungspunkt wirkt, reduziert.
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Gemäß eines
ersten Aspekts der Erfindung wird ein Knochenmarker bereitgestellt
für die
Verwendung bei einer bildgeführten
Operation, welcher ein Stützelement
mit einem Ankermechanismus zum Verankern des Stützelements in einem Knochen
umfaßt,
wobei der Knochenmarker ferner zumindest ein Bezugselement umfaßt, welches
durch ein bildgeführtes
System erfaßbar
ist, wobei das zumindest eine Bezugselement an dem Stützelement
angebracht ist, wobei das Stützelement
zumindest ein Glied umfaßt,
das elastisch verformbar ist.
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Der
Knochenmarker der Erfindung hat den Vorteil, daß das Risiko einer nicht beabsichtigten
Bewegung des Knochenmarkers in Bezug auf den Knochen während der
BGO deutlich reduziert ist. Die Flexibilität des Stützelements des Knochenmarkers kann
bedeuten, daß eine
Kraft, die auf den Marker ausgeübt
wird, durch das Stützelement
des Markers abgefangen wird und nicht erst an dem Punkt, an dem
der Marker in dem Knochen verankert ist. Dadurch kann die Kraft,
die an dem Verankerungspunkt angewandt wird, reduziert werden sowie
auch die Wahrscheinlichkeit, daß der
Knochenmarker innerhalb des Knochens an dem Verankerungspunkt bewegt
wird, geringer sein. Auch kann damit die Möglichkeit einer Beschädigung des
Knochens oder des Markers am Befestigungspunkt, wodurch es zur Lösung des
Markers kommen könnte,
beschränkt
werden. Durch die Elastizität
des Stützelements
wird sichergestellt, daß es
rasch wieder annähernd
genau in seine ursprüngliche
Position zurückkehrt,
damit das Verfahren im Wesentlichen fortgeführt werden kann, als ob der
Marker überhaupt
nicht aus seiner ursprünglichen
Position verrutscht wäre.
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Da
darüber
hinaus die Verankerungsstelle viel geringere Belastungen ertragen
muss, kann die Kraft, die angewendet wird, um den Marker in dem Knochen
zu fixieren, geringer sein. Dadurch wird Schaden an dem Knochen
am Befestigungspunkt soweit wie möglich minimiert, da sehr viel
kleinere Fixierungsvorrichtungen für das sichere Verankern des Markers
benutzt werden können.
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Der
Knochenmarker weist einen Anker für das Verankern des Knochenmarkers
in einem Knochen und ein Stützelement,
an welchem zumindest ein Bezugselement angebracht ist, auf.
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Das
Ankerelement kann dauerhaft an dem Stützelement befestigt sein. Vorzugsweise
ist der Anker lösbar
an dem Stützelement
anbringbar.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Anker ein Befestigungselement, um den Knochenmarker innerhalb des
Knochen zu verankern, und ein Kopplungselement, um das Stützelement
lösbar
an dem Befestigungselement anzubringen. Das Befestigungselement
kann dauerhaft an dem Kopplungselement fixiert sein. Vorzugsweise
ist das Befestigungselement lösbar
an dem Kopplungselement angebracht.
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Vorzugsweise
hat das Befestigungselement eine im Wesentlichen konstante Querschnittsform entlang
seiner Länge.
Vorzugsweise ist der Querschnitt des Befestigungselements im Allgemeinen rund.
Beispielsweise kann der Querschnitt kreisförmig sein. Vorzugsweise ist
die Breite des Befestigungselements an seinem breitesten Punkt nicht schmaler
als 5 mm, vorzugsweise nicht schmaler als 3 mm, noch mehr bevorzugt
nicht schmaler als 2 mm und besonders bevorzugt nicht schmaler als
1 mm. Vorzugsweise ist die Breite des Befestigungselements an seinem
breitesten Punkt nicht größer als
10 mm, vorzugsweise nicht größer als
5 mm, noch mehr bevorzugt nicht größer als 2 mm und besonders
bevorzugt nicht größer als
1 mm. Vorzugsweise ist das Befestigungselement an einem ersten Ende,
welches in den Knochen eingeführt
wird, schmaler und an einem zweiten Ende, welches aus der Oberfläche des Knochens
herausragt und an dem Kopplungselement angebracht wird, breiter.
Vorzugsweise weist das Befestigungselement einen allgemein glatten Schaft
auf, der in den Knochen gehämmert
werden kann. Vorzugsweise weist das Befestigungselement einen Schaft
mit Gewinde auf und kann in den Knochen geschraubt werden. Vorzugsweise
umfaßt
das Befestigungselement einen ersten schmalen zylindrischen Schaft,
einen zweiten breiten zylindrischen Schaft und einen stumpf-konischen
Schaft, der nach außen
ausgehend von dem ersten schmalen Schaft zu dem zweiten breiten
Schaft ausläuft.
Das Befestigungselement kann aus Materialien, die für das Einsetzen
in einen Knochen geeignet sind, bestehen. Besonders bevorzugte Materialien
können
bestimmte rostfreie Stahle umfassen. Vorzugsweise umfaßt der Anker
zwei Befestigungselemente. Vorzugsweise umfaßt der Anker mehr als zwei
Befestigungselemente. Allerdings kann jeder geeignete Mechanismus
für das
Verankern eines Knochenmarkers in einem Knochen benutzt werden.
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Vorzugsweise
ist das Kopplungselement ein einstellbares Kopplungselement. Vorzugsweise
weist das Kopplungselement ein erstes Anbringmittel zum lösbaren Anbringen
des Kopplungselements an einem Befestigungselement auf. Vorzugsweise
weist das Kopplungselement ein zweites Anbringmittel zum lösbaren Anbringen
des Kopplungselements an dem Stützelement
auf. Vorzugsweise ermöglicht
das Kopplungselement, daß das
Stützelement
um das Befestigungselement gedreht werden kann. Vorzugsweise umfaßt das Kopplungselement
zumindest einen Drehpunkt, der es ermöglicht, daß das Stützelement um die Längsachse
des Befestigungselements gedreht werden kann. Vorzugsweise umfaßt das Kopplungselement
zumindest einen Drehpunkt, der es ermöglicht, das Stützelement
zwischen einer Position, welche parallel zu der Längsachse
des Befestigungselements ist, und einer Position, welche senkrecht
zu der Längsachse
des Befestigungselements ist, zu drehen. Vorzugsweise umfaßt ein Drehpunkt eine
Auflagerung, welche in einer Position arretiert werden kann, so
daß das
Stützelement
um den Drehpunkt gedreht und in einer gewünschten Position arretiert
werden kann. Allerdings kann jedes geeignete Kopplungselement für das Anbringen
eines Stützelements
an einem Befestigungselement verwendet werden.
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Das
Stützelement
kann nur ein Glied umfaßt. Vorzugsweise
ist das erste Ende des Glieds an dem Anker angbracht.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Stützelement mehrere
Glieder. Die Abmessungen und die Konfiguration der Glieder können identisch
sein. Vorzugsweise sind die Glieder jedoch nicht identisch. Alle
Glieder können
an dem Anker angebracht werden. Allerdings umfaßt das Stützelement vorzugsweise zumindest
ein Beinglied mit einem ersten Ende, welches an dem Anker angebracht
ist, und einem zweiten Ende, an welchem zumindest ein Armglied angebracht
ist. Vorzugsweise wird ein erstes Ende eines Armglieds an dem Beinglied
angebracht. Die Abmessungen und die Konfiguration der Beinglieder
können
identisch sein. Vorzugsweise sind die Beinglieder jedoch nicht identisch.
Die Abmessungen und die Konfiguration der Armglieder können identisch
sein. Vorzugsweise sind die Armglieder jedoch nicht identisch.
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Vorzugsweise
beträgt
das Verhältnis
der Achsenlänge
eines Glieds zu seiner quer verlaufenden Abmessung (was seinem Durchmesser
entsprechen wird, wenn das Glied einen kreisförmigen Querschnitt aufweist)
nicht weniger als 2:1, noch mehr bevorzugt nicht weniger als 4:1
und besonders bevorzugt nicht weniger als 8:1.
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Ein
Bezugselement kann an einem Glied an einem beliebigen Punkt auf
dem Glied angebracht werden. Ferner kann mehr als ein Bezugselement
an einem Glied angebracht werden. Jedoch wird vorzugsweise ein einziges
Bezugselement an einem Glied an dem Ende eines Glieds angebracht.
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Vorzugsweise
ist zumindest eines der Glieder des Stützelements elastisch verformbar.
Vorzugsweise ist ein elastisch verformbares Glied ausreichend elastisch
derart, daß das
Glied annähernd in
seine ursprüngliche
Position zurückkehrt,
nachdem es verformt wurde. Vorzugsweise ist ein elastisch verformbares
Glied ausreichend elastisch derart, daß es in eine Position zurückkehrt,
die nicht mehr als 0,25 mm von seiner ursprünglichen Position abweicht,
noch mehr bevorzugt nicht mehr als 0,2 mm von seiner ursprünglichen
Position abweicht und besonders bevorzugt nicht mehr als 0,1 mm
von seiner ursprünglichen
Position abweicht, wenn es innerhalb seiner Elastizitätsgrenze
verformt wurde.
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Vorzugsweise
kann die Spitze eines elastisch verformbaren Glieds bis zu 45 ° von seiner
Achse abgelenkt werden, bevor seine Elastizitätsgrenze überschritten wird. Noch mehr bevorzugt kann die Spitze
eines elastisch verformbaren Glieds bis zu 90 ° von seiner Achse abgelenkt
werden, bevor seine Elastizitätsgrenze überschritten
wird. Vorzugsweise kann die Spitze eines elastisch verformbaren
Glieds senkrecht von seiner Achse abgelenkt werden bis auf einen
Abstand von 70 % der Achsenlänge
des Glieds, bevor seine Elastizitätsgrenze überschritten wird. Noch mehr
bevorzugt kann die Spitze eines elastisch verformbaren Glieds senkrecht
von seiner Achse bis auf einen Abstand von 100 % der Achsenlänge des
Glieds abgelenkt werden, bevor seine Elastizitätsgrenze überschritten wird.
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Vorzugsweise
wird ein elastisch verformbares Glied innerhalb einer vernünftigen
Zeitspanne in seine ursprüngliche
Position zurückkehren.
Vorzugsweise beträgt
eine vernünftige
Zeitspanne nicht mehr als 3 Sekunden. Noch mehr bevorzugt beträgt eine vernünftige Zeitspanne
nicht mehr als 2 Sekunden. Besonders bevorzugt beträgt eine
vernünftige
Zeitspanne nicht mehr als 1 Sekunde. Allerdings wird die Zeitspanne,
in welcher das Glied in seine ursprüngliche Position zurückkehren
sollte, abhängig
sein von den Anforderungen des verwendeten BGO-Systems. Viele Materialien
zeigen die Merkmale einer ausreichenden Elastizität, so daß diese
innerhalb einer vernünftigen
Zeitspanne in ihre ursprüngliche
Position zurückkehren.
Geeignete elastische Materialien und Strukturen sind bekannt. Die
Vorrichtung der Erfindung kann eine Kombination von Materialien
und Komponenten enthalten, zum Beispiel eine spiralförmige Feder
oder eine andere Feder. Die Vorrichtung kann eine dämpfende
Komponente enthalten, zum Beispiel eine zusätzliche spiralförmige Feder
oder eine andere Feder oder eine Polymerkomponente (insbesondere
eine Elastomerkomponente). Eine Metallkomponente, insbesondere eine
Federkomponente, kann aus bestimmten Stahlarten hergestellt sein,
insbesondere solchen, die für
chirurgische Verwendungen als geeignet angesehen werden, oder aus
anderen Legierungen, wie zum Beispiel bestimmten Formgedächtnislegierungen.
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Vorzugsweise
ist ein elastisch verformbares Glied ausreichend starr derart, daß es sich
unter seinem eigenen Gewicht oder seinem eigenen Gewicht und dem
Gewicht einer Masse, die an ihm angebracht wird (z.B. kann ein Glied
zumindest ein Bezugselement oder zumindest ein anderes an ihm angebrachtes
Glied aufweisen), nicht wesentlich verformt. Vorzugsweise ist ein
elastisch verformbares Glied ausreichend starr derart, daß wenn es
horizontal gehalten wird, es sich um nicht mehr als 0,25 mm, noch
mehr bevorzugt um nicht mehr als 0,2 mm und besonders bevorzugt
um nicht mehr als 0,1 mm verformt.
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Vorzugsweise
ist ein elastisch verformbares Glied entlang seiner Längsachse
hohl. Vorzugsweise beträgt
das Verhältnis
des Außendurchmessers
des elastisch verformbaren Glieds in Bezug auf seinen Innendurchmesser
nicht mehr als 5:4, noch mehr bevorzugt nicht mehr als 3:2, besonders
bevorzugt nicht mehr als 1:1 und noch idealer nicht mehr als 3:1.
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Ein
elastisch verformbares Glied kann aus jedem Material mit den zuvor
erwähnten
Eigenschaften hergestellt sein. Vorzugsweise wird ein Glied aus einem
gedämpften
Elastomermaterial mit den zuvor erwähnten Eigenschaften hergestellt.
Noch mehr bevorzugt wird ein Glied aus einer Formgedächtnislegierung
mit den zuvor erwähnten
Eigenschaften hergestellt. Besonders bevorzugt wird ein Glied aus
einer eng gewickelten spiralförmigen
Feder mit den zuvor erwähnten
Eigenschaften hergestellt, insbesondere einer Feder, bei welcher
jede Wicklung des Drahts an die vorhergehende Wicklung anstößt, wenn
das Glied nicht verformt ist. Vorzugsweise sind die aneinander stoßenden Oberflächen des
Drahts flach. Noch mehr bevorzugt sind alle Oberflächen des
Drahts flach. Vorzugsweise ist die Querschnittsform des Drahts rechteckig.
Noch mehr bevorzugt ist die Querschnittsform des Drahts quadratisch.
Vorzugsweise beträgt
das Verhältnis
der Tiefe des Drahts zu der Breite des Drahts nicht mehr als 3:1, noch
mehr bevorzugt nicht mehr als 2:1, und besonders bevorzugt nicht
mehr als 1:1. Vorzugsweise beträgt
das Verhältnis
der Breite des Drahts zu der Tiefe des Drahts nicht mehr als 2:1,
noch mehr bevorzugt nicht mehr als 3:1 und besonders bevorzugt nicht mehr
als 4:1.
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Vorzugsweise
wird der Draht der eng gewickelten spiralförmigen Feder aus rostfreiem
Stahl hergestellt. Allerdings kann der Draht der eng gewickelten
spiralförmigen
Feder aus jedem Material sein, welches die zuvor erwähnten Anforderungen
in Bezug auf ein elastisch verformbares Glied erfüllt.
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Wenn
das Stützelement
mehrere Glieder umfaßt,
kann eines der Glieder des Stützelements starr
sein. Ferner kann mehr als eines der Glieder des Stützelements
starr sein. Vorzugsweise ist ein starres Glied ausreichend steif,
so daß es
sich nicht wesentlich verformt, wenn eine Kraft von außen darauf
einwirkt. Vorzugsweise wird ein starres Glied aus rostfreiem Stahl
hergestellt. Es kann jedoch jedes Material verwendet werden, das
für den
Einsatz während
chirurgischer Verfahren geeignet ist, und welches, wenn es zu einem
Glied geformt wird, die zuvor erwähnten Anforderungen erfüllt.
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Die
Anzahl und die Anordnung von Gliedern und Bezugselementen eines
Knochenmarkers werden von den Anforderungen an das eingesetzte BGO-System
abhängig
sein. Das Stützelement
der Erfindung kann zumindest ein Bezugselement, das an ihm angebracht
ist, oder zwei Bezugselemente, die an ihm angebracht sind, aufweisen
oder noch mehr Bezugselemente. Vorzugsweise wird es drei Bezugselemente
aufweisen. Vorzugsweise sind die Bezugselemente so angeordnet, daß sie co-planar sind.
Vorzugsweise sind die Bezugselemente so angeordnet, daß sie zwei
Bezugsebenen bilden, welche senkrecht zueinander stehen. Vorzugsweise
sind die Bezugselemente so angeordnet, daß sie drei Bezugsebenen bilden.
Geeignete Anordnungen von Bezugselementen für die Verwendung in BGO-Systemen,
wie beispielsweise sternenförmige
Anordnungen, sind dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet gut bekannt,
und eine ausführliche
Besprechung solcher Systeme ist daher in dieser Beschreibung nicht
enthalten, um nicht von der Erfindung abzulenken.
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Vorzugsweise
sind die Bezugselemente mit einem BGO-System erfaßbar. Vorzugsweise
können die
Bezugselemente mit dem BGO-System drahtlos erfaßt werden.
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Vorzugsweise
sind die Bezugselemente aktive Elemente. Vorzugsweise senden die
aktiven Elemente ein Signal an das BGO-System. Vorzugsweise übermitteln
die aktiven Elemente das Signal, das durch das BGO-System erfasst
werden soll. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal um ein
Ultraschallsignal. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal um
ein Infrarotsignal. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal
um ein Radiowellensignal. Vorzugsweise senden die aktiven Elemente
ein Signal dauerhaft. Vorzugsweise senden die aktiven Elemente ein
Signal in regelmäßigen Abständen. Vorzugsweise
liegt die Größe eines
aktiven Elements bei etwa 40 × 40 × 5 mm.
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Vorzugsweise
sind die Bezugselemente passive Elemente. Vorzugsweise reflektieren
die Bezugselemente ein Signal, welches durch das BGO-System gesendet
wurde, und das BGO-System erfaßt das reflektierte
Signal. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal um ein Ultraschallsignal.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal um ein Infrarotsignal.
Vor zugsweise handelt es sich bei dem Signal um ein Radiowellensignal.
Vorzugsweise sind die Bezugselemente kugelförmige Elemente. Vorzugsweise
sind die Bezugselemente aus einem beliebigen Material, welches dazu
geeignet ist, die zuvor erwähnten
Signale zu reflektieren. Vorzugsweise liegt die Größe eines
passiven Elements bei etwa 100 × 100 × 5 mm.
Noch mehr bevorzugt liegt die Größe eines
passiven Elements im Allgemeinen bei 10 × 10 × 5 mm.
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Geeignete
Bezugselemente, ihre Materialien und Verfahren für die Erfassung und Berechnung
ihrer Lokalisierung für
die Verwendung in BGO-Systemen sind einem Durchschnittsfachmann
auf dem Gebiet gut bekannt und eine ausführliche Besprechung solcher
Systeme ist daher in dieser Beschreibung nicht enthalten, um nicht
von der Erfindung abzulenken.
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Vorzugsweise
beträgt
die Höhe
des Knochenmarkers nicht weniger als 15 cm, noch mehr bevorzugt
nicht weniger als 10 cm, besonders bevorzugt nicht weniger als 5
cm. Vorzugsweise beträgt
die Höhe
des Knochenmarkers nicht mehr als 20 cm, noch mehr bevorzugt nicht
mehr als 15 cm und besonders bevorzugt nicht mehr als 10 cm.
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Vorzugsweise
ist die Breite des Knochenmarkers an seinem breitesten Punkt nicht
geringer als 1 cm, noch mehr bevorzugt nicht geringer als 5 cm und
besonders bevorzugt nicht geringer als 10 cm. Vorzugsweise ist die
Breite des Knochenmarkers an seinem breitesten Punkt nicht größer als
15 cm, noch mehr bevorzugt nicht größer als 10 cm und besonders
bevorzugt nicht größer als
5 cm.
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Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf Figuren einer Zeichnung näher
erläutert.
Hierbei zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines Knochenmarkers gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht eines Knochenmarkers gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, welche die Flexibilität des Knochenmarkers darstellt;
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3 eine
Vorderansicht eines Knochenmarkers gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Unter
Bezugnahme nun auf die Zeichnungen zeigt 1 einen
Knochenmarker, auf den allgemein durch Bezugszeichen 1 für die Verwendung
in einem BGO-System (nicht dargestellt) Bezug genommen wird. Der
Knochenmarker 1 umfaßt
einen Anker 2 und ein Stützelement 3, welche
lösbar
aneinander angebracht sind.
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Der
Anker 2 umfaßt
ein Befestigungselement 4 für das Verankern des Knochenmarkers
in einem Knochen (nicht dargestellt) und ein einstellbares mechanisches
Kopplungselement 5. Das einstellbare mechanische Kopplungselement
ist lösbar
an dem Befestigungselement 4 angebracht.
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Das
Befestigungselement 4 weist einen ersten zylindrischen
Schaft 7 mit einem ersten Ende auf, welches eine Anzahl
von spitzen heraustretenden Elementen 6 für die Sicherung
auf dem Knochen aufweist sowie ein zweites Ende distal zu dem ersten Ende.
Das Befestigungselement 4 weist einen zweiten zylindrischen
Schaft 9 auf, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser
des ersten Schafts 7. Ein stumpf-konischer Abschnitt 8,
der von dem zweiten Ende des ersten Schafts 7 zu einem
ersten Ende des zweiten Schafts 9 nach außen hin
ausläuft,
verbindet den ersten Schaft 7 mit dem zweiten Schaft 9.
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Das
einstellbare Kopplungselement 5 umfaßt eine erste Schraube 10,
um das einstellbare mechanische Kopplungselement 5 an dem
Befestigungselement 4 anzubringen. Die erste Schraube 10 weist
einen Gewindehals (nicht dargestellt) auf, der von einem Sockel
in dem zweiten zylindrischen Schaft 9 aufgenommen wird,
und einen Kopf 11 für das
Befestigen der Schraube 10 in Schaft 9. Ein einstellbarer
Arm 12, der sich senkrecht zu der Längsachse des Befestigungselements 4 erstreckt,
ist an dem Kopf 11 an einem ersten Ende angebracht derart,
daß er
um den Kopf 11 drehbar ist. Der einstellbare Arm 12 kann
in einer Position arretiert werden, indem eine Schraube 13 angezogen
wird. Ein Schaft 15, der sich parallel zu der Längsachse
des Befestigungselements 4 erstreckt, ist an einem zweiten Ende
des einstellbaren Arms 12 angebracht derart, daß er um
das zweite Ende des einstellbaren Arms drehbar ist. Eine Mutter 14,
welche unabhängig
von Schaft 15 drehbar ist, wird bereitgestellt, um den Schaft 15 in
einer Position zu arretieren. Der Schaft 15 weist einen
Kopf 16 auf, der am Ende des Schafts 15 befestigt
ist, distal zu dem Ende, welches an dem einstellbaren Arm 12 angebracht
ist. Der Kopf 16 weist ein erstes Ende für die Aufnahme
einer Schraube 17 auf. Die Schraube 17 weist einen
Mechanismus auf, um das Stützelement 3 lösbar zu
sichern. Die Schraube 17 kann durch Drehen von Schraubenkopf 18,
welcher an einem ersten Ende von Schraube 17 lokalisiert
ist, gelöst
und angezogen werden. Die Schraube 17 weist mehrere Zähne auf,
die an einem zweiten Ende, distal zu dem ersten Ende der Schraube 17 lokalisiert
sind, und welche mit mehreren Zähnen,
die an dem ersten Ende von Kopf 16 lokalisiert sind, ineinander greifen.
Daher kann, wenn der Schraubenkopf 18 gelöst wird,
die Schraube 17 um eine Achse parallel zu der Länge der
Schraube gedreht werden und in einer Position arretiert werden, indem
der Schraubenkopf 18 angezogen wird.
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Das
Stützelement 3 des
Knochenmarkers 1 umfaßt
ein Beinglied 20 und einen Körperabschnitt 21.
Das Bein 20 und der Köperabschnitt 21 sind
dauerhaft aneinander angebracht.
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Das
Bein 20 ist elastisch verformbar. Das Bein 20 umfaßt ein eng
gewickeltes spiralförmiges Federelement 22 mit
einer Anzahl von nacheinander folgenden aneinander stoßenden Wicklungen
von Draht, welcher aus einem Material wie beispielsweise rostfreiem
Stahl besteht. Das Federelement 22 ermöglicht äußerst flexible Bewegungen von
seiner Achse weg, wenn eine äußere Kraft
angewandt wird, kehrt aber sehr rasch in seine ursprüngliche
Position zurück,
sobald die Kraft nachläßt. Das
Federelement 22 weist ein erstes Ende auf, welches lösbar in
der einstellbaren mechanischen Kopplung 5 fixierbar ist, indem
es in die lösbare
Schraube 17 eingeführt
wird. Das Federelement 22 weist ein zweites Ende auf, distal
zu dem ersten Ende, welches dauerhaft am Körper 21 angebracht
ist.
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Der
Körperabschnitt 21 umfaßt zwei
starre kurze Armglieder 23 und ein starres langes Armglied 24,
welche in einer T-Formation angeordnet sind. Das Bein 20 ist
an dem Körper 21 an
dem Schnittpunkt der Armglieder 23, 24 angebracht.
Die Arme 23, 24 sind aus einer einzigen Komponente
aus rostfreiem Stahl hergestellt.
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Die
Bezugselemente 25 sind dauerhaft an dem Ende eines jeden
der kurzen und langen Armglieder 23, 24 angebracht.
Die Bezugselemente 25 sind von einem BGO-System erfaßbar, um
sie für
die Berechnung der Position des Knochenmarkers zu verwenden.
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Sobald
der Knochenmarker 1 in dem Knochen verankert ist, wird
das BGO-System kalibriert, so daß die Lokalisierung der Bezugselemente 25 in Bezug
auf eine vorher festgelegte Stelle auf einem Knochen eines Patienten
registriert werden kann. Sobald die relative Position zwischen den
Bezugselementen 25 und der Knochenstelle registriert ist,
ist es möglich,
allein aufgrund des Wissens, wo die Bezugselemente lokalisiert sind,
die Lokalisierung der Knochenstelle zu ermitteln, selbst wenn der
Knochen bewegt wurde. Dadurch wird zum Beispiel die genaue Navigation
einer chirurgischen Vorrichtung zu der Knochenstelle ermöglicht,
um an der Knochenstelle zu operieren, selbst wenn der Knochen bewegt wurde.
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Wie
in 2, welche den Knochenmarker 1 aus 1 darstellt,
gezeigt, wird sich das Bein 20 verformen, wenn der Knochenmarker 1 während seines
Einsatzes bei der Operation angestoßen wird. Das Bein 20 wird
daher etwas von der Kraft, die auf den Knochenmarker 1 angewandt
wird, absorbieren, wodurch die Kraft, die auf den Ankerpunkt in
dem Knochen ausgeübt
wird, reduziert wird.
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3 stellt
einen zweiten Knochenmarker gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung dar, auf den im Allgemeinen durch Bezugszeichen 10 Bezug
genommen wird. Sich entsprechende Teile dieses Knochenmarkers 10 und
des Knochenmarkers 1 aus 1 und 2 haben
gleiche Bezugszeichen.
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Der
Knochenmarker 10 umfaßt
einen Anker 2 und ein Stützelement 3. Das Stützelement 3 umfaßt ein Beinglied 20 und
einen Körperabschnitt 21.
Anders als der Knochenmarker aus 2, ist das
Bein 20 ein nicht flexibles Element 27, welches
aus einem starren Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, hergestellt
wird. Ferner umfassen die kurzen Armglieder 23 und das
lange Armglied 24 jeweils ein separates eng gewickeltes
spiralenförmiges
Federelement, auf welches mit Bezugszeichen 28, 29 und 30 Bezug
genommen wird. Jedes der Federelemente 28, 29 und 30 ermöglicht eine äußerst flexible
Bewegung weg von ihren Achsen, wenn eine äußere Kraft auf die Federelemente
einwirkt, aber sie kehren rasch in ihre ursprüngliche Position zurück, sobald die
Kraft nachläßt.
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Wie
in 3 dargestellt, werden sich die kurzen Armglieder 23 und
die langen Armglieder 24 verformen, wenn sie während ihres
Einsatzes bei der Operation angestoßen werden. Aus diesem Grund werden
die Arme 23 und 24 etwas von der Kraft absorbieren,
die auf den Knochenmarker 1 angewandt wird, wodurch die
Kraft, die auf den Ankerpunkt im Knochen ausgeübt wird, reduziert ist.