WO2003057050A1 - Chirurgisches instrument zum fräsen der hüftpfanne - Google Patents

Chirurgisches instrument zum fräsen der hüftpfanne Download PDF

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WO2003057050A1
WO2003057050A1 PCT/EP2003/000191 EP0300191W WO03057050A1 WO 2003057050 A1 WO2003057050 A1 WO 2003057050A1 EP 0300191 W EP0300191 W EP 0300191W WO 03057050 A1 WO03057050 A1 WO 03057050A1
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instrument
shaft
axis
instrument head
milling cutter
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PCT/EP2003/000191
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Inventor
Arnold Keller
Original Assignee
Waldemar Link Gmbh & Co. Kg
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1662—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body
    • A61B17/1664—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body for the hip
    • A61B17/1666—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body for the hip for the acetabulum
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/0042—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with special provisions for gripping

Definitions

  • a surgical instrument with the features of claim 1.
  • the instrument has an instrument head that is equipped with the milling cutter.
  • the instrument head is connected to a holder by means of which it is held in the desired working position.
  • a drive shaft is provided for driving the milling cutter, which connects it to a drive device and which is angled with respect to the axis of rotation of the instrument head.
  • a support part which acts on the instrument head in the direction of the axis of rotation and which allows a machining force to be applied and / or to align the instrument in this direction.
  • This support part can be formed by a handle which is connected to the instrument head via a bracket lying outside the axis of rotation of the instrument head.
  • the bracket can also be used with a
  • the bracket allows the instrument head to be brought from the side through a possibly narrow surgical opening to the acetabulum and then to exert a feed force in the direction of the working axis. This also gives the surgeon a precise idea of how the processing axis of the instrument is located, which makes it easier for him to align the instrument.
  • the support of the instrument head can be with another
  • Embodiment of the invention also take place on the femur, which in particular with minimally invasive surgical technique is connected to the hip bone by ligaments and muscles and is therefore able to absorb the machining forces.
  • the femoral neck can be used to align the instrument. This is based on the idea that in many cases the direction of the neck of the femur coincides with the desired direction of the milling cutter. In any case, this applies when the ligamentous apparatus is sufficiently preserved and the surgeon ensures that the leg is in a natural position in relation to the acetabulum.
  • the holder of the instrument head can have a femur attachment part arranged on the side of the instrument head opposite the milling cutter. Depending on the desired purposes, this can only be supportive or only directional or both. Details are discussed in more detail below.
  • the holder of the instrument head expediently comprises a shaft which is angled, just like the drive shaft, with respect to the axis of rotation of the instrument head.
  • the angle of the shaft or the drive shaft with respect to the axis of rotation of the instrument head is expediently between 90 and 135 °, measured on the side facing the milling cutter. As with the known instruments mentioned, this angle can be unchangeable. However, it can also be adjustable and, if necessary, fixable in a desired position or also freely variable, so that the doctor can optimally adapt the direction of the handle during milling to the respective conditions.
  • the drive shaft can be connected to the shaft. However, this is not absolutely necessary. It is preferably flexible if no shaft is provided or if it is separate from the drive shaft.
  • the shaft is permanently attached to the instrument head.
  • it can sometimes be advantageous if it is easily detachable so that it can be connected to or detached from the instrument head from case to case, possibly also intraoperatively. It is then also possible to provide differently designed or directed stems in order to be able to meet different ideas of the surgeon and different anatomical conditions. This is especially true when the bracket mentioned above is connected to the shaft.
  • the shaft is not connected to the drive shaft.
  • the femur is used to support the instrument head and / or to determine its direction, this can be done by means of an attachment part which surrounds the outside of the femur neck for a certain length.
  • the attachment part is formed by a pin which runs in the direction of the axis of rotation of the milling cutter and which cooperates appropriately with a bore which the
  • This pin can be fixedly connected to a housing part of the milling cutter. It can also be formed by a continuation of the cutter shaft and rotate with the cutter. In this case, it is expedient if a bushing which can be inserted into the bore of the femoral neck is provided for receiving the pin.
  • the femoral attachment part can also be provided with means that secure the instrument head against rotation.
  • the femoral attachment part can form the only holder for the instrument head. However, it is often advisable to borrowed the shaft mentioned to provide so that the orientation of the instrument and the feed generation can be controlled and influenced from the outside. In this application the solubility mentioned above can be useful. Furthermore, it may be expedient to design the femoral attachment part and the shaft in such a way that they can be used alternatively. For example, the pin facing the femur on the instrument head can alternatively be used to connect to the shaft instead of to the femur. If desired, the connection between the instrument head and the shaft or the femur can be designed such that the milling moment is absorbed by the shaft or the femur.
  • the feed force can be generated or increased in that the femoral attachment part comprises a device for supporting on the femur and in that a stretching mechanism is arranged between this support device and the instrument head.
  • This stretching mechanism pushes the instrument head away from the support device when a corresponding feed drive is exerted on it.
  • it can be fixedly or releasably connected to a feed drive rod. This should be angled with respect to the axis of rotation of the instrument head as well as the drive shaft and / or the shaft, to be precise toward the same side.
  • the stretching mechanism forms a gear in its most general sense, which converts the movement specified by the feed drive rod into an extension of the distance between the instrument head and the support device.
  • gearbox designs are readily available to the technician for this purpose.
  • a lever gear can be selected that converts a pivoting movement of the feed drive rod about a pivot axis lying transversely to the axis of rotation of the instrument head into a stretching movement of the stretching mechanism.
  • the stretching mechanism with the feed drive rod can be designed as spreading pliers; in this case the feed drive rod is formed by a pair of pliers.
  • the stretching mechanism can also be formed by a rotary gear; in this case the feed drive rod is rotated, for example to act on a toothed rack via a pinion provided at its end, which causes the mechanism to stretch.
  • the instrument head can be brought in from the side through a narrow surgical opening, its dimension in the direction of the milling cutter axis should be as small as possible.
  • a measure of this dimension is the distance between the point of intersection of the axis of rotation of the instrument head with the axis of the shaft or the drive shaft on the one hand and the center of the milling cutter on the other. This distance should be as small as possible. It should not be larger than the milling cutter diameter and preferably not larger than half the milling cutter diameter.
  • the external dimension of the instrument head measured in the direction of the milling cutter axis is expediently not greater than 8 cm, preferably not greater than 6 cm.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the instrument
  • FIG. 2 shows the schematic view of an alternative embodiment of the instrument
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the device in
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment
  • Fig. 5 shows a fifth embodiment.
  • the housing parts 1, 2 of the instrument head 3 shown in FIG. 1 are firmly connected to a shaft 4, which forms a handle 15 and contains a drive shaft 5, the free end 6 of which can be connected in a known manner to a drive motor or a handle for manual drive ,
  • the drive shaft 5 carries a pinion 7 inside the housing 1, 2.
  • a cutter shaft 8 is also rotatably mounted transversely to the drive shaft 5.
  • the angle between the two shafts is expediently between 90 and 135 ° (in the illustrated case 110 °).
  • the cutter shaft carries a bevel gear 9, the teeth of which mesh with those of the pinion 7. In this way, the milling cutter shaft 8 can be driven in rotation by the drive shaft 5. It is understood that this is only one example of the drive connection between the two shafts.
  • Other types of gears for example a worm gear, can also be used.
  • the gearbox itself or a card portion connected to it can be designed to be angle-tolerant in order to enable the angle between the shafts 5 and 8 to be adjusted.
  • a fixing device can be provided which allows the instrument to be locked in the selected angle setting. Instead, free angular mobility can also be provided.
  • a hemispherical milling mechanism known as such is exchangeable in a known manner. 10 set up, which is referred to in this description for the sake of simplicity as a cutter.
  • the milling cutter has moved close to the housing 1, 2 of the instrument head.
  • the distance of the center of the ball 22 of the milling cutter or the center of its rear surface from the crossing point 21 of the axes of the shafts 5 and 8 is less than the radius of the milling cutter, preferably less than a quarter of the milling cutter diameter. If the milling cutter is not hemispherical, the largest diameter takes the place of the mentioned diameter.
  • a pin 11 protrudes, which is fixed, possibly in one piece, connected to the milling cutter shaft 8 and has a common axis of rotation 12 with it.
  • a sleeve 13 with end flange 14 is fitted onto the pin 11 with a sliding fit.
  • the flange On its side facing the bone, the flange carries teeth or needles 18 which penetrate into the bone in order to prevent the sleeve 13 from rotating.
  • the instrument is used in the following way. After the femoral head has been removed, a blind bore is made in the femoral neck from the resection surface thereof, into which the sleeve 13 is inserted. The instrument is inserted so that the pin 11 is inserted into the sleeve 13 seated in the femoral bore. The leg is positioned normally so that the neck of the femur faces the acetabulum and the milling cutter is located in or on the acetabulum instead of the natural femoral head. The cutter 10 is pressed into the acetabulum by the ligaments holding the proximal femur and at the same time is aligned in a natural way. Milling out the acetabulum can now be carried out with little or no help from the surgeon. The operation is then continued in a known manner.
  • FIG. 1 While the exemplary embodiment according to FIG. 1 is satisfied with a handle which projects transversely from the instrument head 3, an instrument is schematically indicated in FIG. 2, the handle 15 'of which is arranged approximately in the axis 12 of the milling cutter 10.
  • the shaft 4 'of the instrument leads approximately perpendicularly away from the instrument head 3' and carries a drive motor 16 at the end.
  • the end of the shaft 4 ' is rigidly connected to the handle 15' by a bracket 17. Its position shows the operator exactly the position of the milling cutter axis 12 and allows him not only to align the milling cutter in accordance with the desired axis direction, but also to control the force with which the
  • Milling cutter is pressed into the acetabulum.
  • the handle can be flat in the dash-dotted line to facilitate force alignment with the hand or body of the surgeon.
  • FIG. 3 differs from that shown in FIG. 1 in that it lacks a shaft and the drive shaft 5 "is designed as a flexible shaft.
  • the orientation of the instrument is - as explained with reference to FIG. 1 - by the inserted into the bone 19
  • FIG. 4 shows a variant of the instrument, for the description of which reference can be made to FIG. 1.
  • the end 25 of a lever 26 is connected between the housing 1, 2 and the flange 14. This end is forked so that it can be inserted between the housing 1, 2 and the flange 14 if desired. It is angled slightly from the long end 26 of the lever. It is first inserted parallel to the rear surface of the housing 1, 2 and to the flange 14 between these two parts.
  • the long end 26 of the lever is then at a certain angular distance from the shaft 4. If a feed force is to be generated which presses the milling cutter 10 into the acetabulum, the long end 26 of the lever is pressed towards the shaft 4 in the direction of the arrow , The surgeon can easily perform this movement in the manner of operating a pair of pliers.
  • the break point 27 of the lever sits on the rear surface of the housing 1, 2 and forms the fulcrum for its subsequent pivoting movement.
  • the tip 28 sits on the flange 14 and presses it with continued
  • the lever end 25 thus forms a stretching mechanism together with the rear surface of the housing 1, 2 and the flange 14.
  • the long end 26 of the lever forms a feed drive rod, by the movement of which the stretching mechanism is stretched by the distance of the milling cutter 10 from the bone 19 on which the flange 14 is located the sleeve 13 supports to enlarge and so press the cutter 11 into the acetabulum.
  • a milling cutter 10 is connected to the instrument head 3 in the manner explained above.
  • a shaft 4 is connected to the instrument head 3 at right angles to the milling cutter axis and contains a drive shaft, with the free end 6 of which a drive motor can be coupled.
  • a pin 31 is rigidly connected to the instrument head 3. It can be inserted into the bore of a sleeve 13, which in turn is inserted into the femoral neck remaining after resection of the femoral head, as described above. The pin 31 then serves to align the instrument head 3 and the milling cutter 10 in accordance with the direction of the femoral neck of the femur. This also allows the required contact pressure to be transmitted to the milling cutter 10.
  • a bracket 33 with a handle 34 is provided.
  • the handle lies on the same axis as the axis of rotation of the milling cutter 10 and the axis of the pin 31.
  • the bracket is sufficiently rigid to be able to transmit the pressing and guiding force from the handle 34 to the instrument head 3.
  • Matching coupling members 32, 35 are provided on the instrument head 3 and on the gripping end of the bracket 33, which are preferably designed so that they can be quickly and easily closed or released as may be necessary during the operation.
  • the technology provides a variety of design options for such couplings. In the example shown, they are moderately trained.
  • a coupling fork 35 is provided on the bracket, which contains a fork opening which is delimited on both sides by profiled fork flanks 36.
  • the coupling element 32 on the instrument head 3 is designed to match the fork opening and has a profile that is complementary to the profile of the flanks 36.
  • the flanks 36 can contain a central rib, which corresponds to a groove on the coupling element 32.
  • the coupling element 32 is round, so that the coupling fork 35 can be attached from either side. This construction gives the operator freedom in the direction from which he wants to attach the bracket to the instrument. If this is not desired, the coupling element 32 can be, for example, square with parallel profiled sides that fit into the coupling opening of the fork 35 , but use it to determine a coupling direction.
  • a securing hook 37 is provided which can be pivoted about an axis 38 in order to be able to be transferred from the release position shown in FIG. 5 to the securing position in which it grips around the pin 31 when the coupling element 32 is in the fork opening, and vice versa.
  • the securing hook can be connected to a latching device which prevents its unwanted removal from the securing position.

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Abstract

Chirurgisches Instrument zum Fräsen der Hüftpfanne, das einen Instrumentenkopf (3) und eine Antriebswelle (5) aufweist. Um leichteren Zugang bei minimal-invasiver Operationsweise zu bieten, ist die Antriebswelle (5) einschliesslich eines gegebenenfalls vorhandenen Schafts (4) gegenüber der Drehachse (12) des Instrumentenkopfs (3) abgewinkelt. Um die Ausrichtung des Instrumentenkopfs (3) und die Ausübung der Vorschubkraft zu erleichtern, kann ein Griff vorgesehen sein, der in Richtung der Drehachse (12) des Instrumentenkopfs (3) liegt, aber ausserhalb dieser Achse (12) mit dem Instrumentenkopf (3) oder dem Schaft (4) verbunden ist.

Description

Chirurgisches Instrument zum Fräsen der Hüftpfanne
Zum Einsetzen einer prothetischen Pfanne in das natürliche Acetabulum muß dieses ausgefräst werden. Dazu benötigt man bislang einen in Richtung der Acetabulum-Achse offenen Zugang, um ein Fräswerkzeug mit einem entsprechend der Fräserachse verlaufenden Schaft ansetzen zu können. Dies gilt selbst bei minimal-invasiver Operationstechnik (WO 01/91648, US-A-2 , 785, 673) , wenn eine entsprechende Bohrung durch den proximalen Teil des Femurs geschaffen wird. Dies ist aufwendig und schwächt das Fe ur. Für Fälle schlechter Zugänglichkeit sind Fräswerkzeuge bekannt (US-A-5, 176, 711; US-A- 4,808,185? US-B-6,364,910 nicht veröffentlicht), bei denen die Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Instrumenten- kopfs abgewinkelt ist. Dies erschwert die genaue Ausrichtung des Fräswerkzeugs auf die Acetabulum-Achse und die Ausübung der axialen Bearbeitungskraft. Dies gilt insbesondere bei mi- nimal-invasivem Zugang, wenn das Operationsfeld schwer oder nicht eingesehen werden kann.
Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein chirurgisches Instrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Instrument weist einen Instrumentenkopf auf, der mit dem Fräser ausgerüstet wird. Der Instrumentenkopf ist mit einer Halterung verbunden, mittels der er in der gewünschten Arbeitsstellung gehalten wird. Für den Antrieb des Fräsers ist eine Antriebswelle vorgesehen, die ihn mit einer Antriebseinrichtung verbindet und die gegenüber der Drehachse des Instrumentenkopfs abgewinkelt ist. Dies gestattet es, das Instrument aus einer Richtung an das Acetabulum heranzuführen, die nicht mit der Richtung übereinstimmt, in der sich das Acetabulum öffnet. Es ist dadurch für einen minimal-invasiven Zugang zum Acetabulum geeignet, beispielsweise für einen an- terolateralen oder posterolateralen* Zugang.
Erfindungsgemäß ist ein Stützteil vorgesehen, der in Richtung der Drehachse auf den Instrumentenkopf wirkt und der es erlaubt, in dieser Richtung eine Bearbeitungskraft aufzubringen und/oder das Instrument auszurichten. Dieser Stützteil kann von einem Griff gebildet sein, der über einen außerhalb der Drehachse des Intrumentenkopfs liegenden Bügel mit dem In- strumentenkopf verbunden ist. Der Bügel kann auch mit einem
Stift verbunden sein, der zu der Halterung des Instruments gehört. Der Bügel erlaubt es, den Instrumentenkopf von der Seite her durch eine gegebenenfalls enge Operationsöffnung an das Acetabulum heranzubringen und dann noch in der Richtung der Arbeitsachse eine Vorschubkraft auszuüben. Auch gewinnt der Operateur dadurch eine genaue Vorstellung davon, wie die Bearbeitungsach.se des Instruments liegt, was ihm die Ausrichtung des Instruments erleichtert.
Die Abstützung des Instrumentenkopfs kann bei einer anderen
Ausführungsform der Erfindung auch am Femur erfolgen, der insbesondere bei minimal-invasiver Operationstechnik hinrei- chend durch Bänder und Muskeln mit dem Hüftknochen verbunden ist und daher in der Lage ist, die Bearbeitungskräfte aufzunehmen. Ferner kann nach der Erfindung der Femurhals zur Ausrichtung des Instruments benutzt werden. Dies beruht auf dem Gedanken, daß die Richtung des Femurhalses in vielen Fällen mit der gewünschten Richtung des Fräsers übereinstimmt. Jedenfalls gilt dies dann, wenn der Bandapparat genügend erhalten ist und der Operateur dafür sorgt, daß das Bein eine natürliche Lage gegenüber dem Acetabulum einnimmt. Für diese Abstützung am Femur kann die Halterung des Instrumentenkopfs einen auf der dem Fräser gegenüberliegendem Seite des Instrumentenkopfs angeordneten Femur-Ansatzteil aufweist. Dieser kann - je nach den gewünschten Zwecken - nur abstützend oder nur richtungbestimmend oder beides sein. Auf Einzelheiten wird weiter unten näher eingegangen.
Die Halterung des Instrumentenkopfs umfaßt zweckmäßigerweise einen ebenso wie die Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Instrumentenkopfs abgewinkelten Schaft. Die Abwinklung des Schafts bzw. der Antriebswelle gegenüber der Drehachse des Instrumentenkopfs liegt zweckmäßigerweise zwischen 90 und 135°, gemessen auf der dem Fräser zugewandten Seite. Dieser Winkel kann - wie bei den genannten bekannten Instrumenten - unveränderbar sein. Er kann aber auch verstellbar und ggf. in einer gewünschten Position fixierbar oder auch frei variabel sein, so daß der Arzt die Richtung des Griffs während des Fräsens den jeweiligen Verhältnissen optimal anpassen kann. Die Antriebswelle kann mit dem Schaft verbunden sein. Jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Sie ist vorzugsweise flexibel, wenn kein Schaft vorgesehen ist oder wenn er gesondert von der Antriebswelle ist. Im allgemeinen ist der Schaft bleibend mit dem Instrumentenkopf verbunden. Jedoch kann es mitunter vorteilhaft sein, wenn er leicht lösbar ist, um von Fall zu Fall, ggf. auch in- traoperativ, mit dem Instrumentenkopf verbunden bzw. von ihm gelöst werden zu können. Man kann dann auch unterschiedlich gestaltete oder gerichtete Schäfte vorsehen, um unterschiedlichen Vorstellungen des Operateurs und unterschiedlichen anatomischen Verhältnissen gerecht werden zu können. Das gilt insbesondere dann, wenn der weiter oben erwähnte Bügel mit dem Schaft verbunden ist. Der Schaft ist in der lösbaren Ausführung nicht mit der Antriebswelle verbunden. *
Wenn zur Abstützung des Instrumentenkopfes und/oder zur Be- Stimmung seiner Richtung das Femur verwendet wird, kann dies mittels eines Ansatzteils erfolgen, der den Femurhals auf einer gewissen Länge außen umfaßt. Bei einer anderen, bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Ansatzteil von einem in Richtung der Drehachse des Fräsers verlaufenden Zapfen gebil- det, der passend mit einer Bohrung zusammenwirkt, die der
Operateur zuvor von der Resektionsfläche her in den Femurhals eingebracht hat. Dieser Zapfen kann mit einem Gehäuseteil des Fräsers feststehend verbunden sein. Er kann auch von einer Fortsetzung der Fräserwelle gebildet sein und sich mit dem Fräser drehen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn eine in die Bohrung des Femurhalses einsetzbare Laufbuchse zur Aufnahme des Zapfens vorgesehen ist. Der Femuransatzteil kann auch mit Mitteln versehen sein, die den Instrumentenkopf gegen Drehung sichern.
Der Femuransatzteil kann die einzige Halterung für den Instrumentenkopf bilden. Jedoch ist es oft zweckmäßig, zusätz- lieh den erwähnten Schaft vorzusehen, damit die Ausrichtung des Instruments und die Vorschuberzeugung von außen kontrolliert und beeinflußt werden kann. In diesem Anwendungsfall kann die oben erwähnte Lösbarkeit zweckmäßig sein. Ferner kann es zweckmäßig sein, den Femuransatzteil und den Schaft so auszubilden, daß sie alternativ eingesetzt werden können. Beispielsweise kann der am Instrumentenkopf dem Femur zugewandte Zapfen alternativ zum Verbinden mit dem Schaft statt mit dem Femur dienen. Gewünschtenfalls kann die Verbindung zwischen dem Instrumentenkopf und dem Schaft bzw. dem Femur so ausgebildet sein, daß über den Schaft bzw. das Femur das Fräsmoment aufgenommen wird.
Bei derjenigen Ausführung, bei der das Femur als Gegenlager bei der Erzeugung der Vorschubkraft eingesetzt wird, kann die Vorschubkraft dadurch erzeugt oder erhöht werden, daß der Femuransatzteil eine Einrichtung zum Abstützen am Femur umfaßt und daß zwischen dieser Abstützeinrichtung und dem Instrumentenkopf ein Streckmechanismus angeordnet ist. Dieser Streck- mechanismus drückt den Instrumentenkopf von der Abstützeinrichtung weg, wenn ein entsprechender Vorschubantrieb auf ihn ausgeübt wird. Er kann zu diesem Zweck mit einer Vorschubantriebsstange fest oder lösbar verbunden sein. Diese soll gegenüber der Drehachse des Instrumentenkopfs ebenso wie die Antriebswelle und/oder der Schaft abgewinkelt sein, und zwar etwa zu derselben Seite hin. Der Streckmechanismus bildet ein Getriebe in seinem allgemeinsten Sinne, das die von der Vorschubantriebsstange vorgegebene Bewegung in eine Streckung des Abstands zwischen dem Instrumentenkopf und der Abstüt- zeinrichtung umwandelt. Dem Techniker stehen unterschiedlichste Getriebeausführungen zu diesem Zweck ohne weiteres zur Verfügung. Beispielsweise kann ein Hebelgetriebe gewählt wer- den, das eine Schwenkbewegung der Vorschubantriebsstange um eine quer zur Drehachse des Instrumentenkopfs liegende Schwenkachse in eine Streckbewegung des Streckmechanismus umwandelt. Dabei kann der Streckmechanismus mit der Vorschub- antriebsstange als Spreizzange ausgebildet sein; in diesem Fall wird die Vorschubantriebsstange von einem Zangen ebel- paar gebildet. Der Streckmechanismus kann auch von einem Drehgetriebe gebildet sein; in diesem Fall wird die Vorschubantriebsstange gedreht, um beispielsweise über ein an ihrem Ende vorgesehenes Ritzel auf eine Zahnstange zu wirken, die die Streckung des Mechanismus bewirkt.
Damit der Instrumentenkopf von der Seite her durch eine enge Operationsöffnung herangeführt werden kann, soll seine Abmes- sung in Richtung der Fräserachse möglichst gering sein. Ein Maß für diese Abmessung ist der Abstand zwischen dem Kreuzungspunkt der Drehachse des Instrumentenkopfs mit der Achse des Schafts oder der Antriebswelle einerseits und dem Mittelpunkt des Fräsers andererseits. Dieser Abstand soll möglichst gering sein. Er soll nicht größer sein als der Fräserdurchmesser und vorzugsweise nicht größer als der halbe Fräserdurchmesser. Die in Richtung der Fräserachse gemessene Außenabmessung des Instrumentenkopfs ist zweckmäßigerweise nicht größer als 8, vorzugsweise nicht größer als 6 cm sein.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Instrument, Fig. 2 die schematische Ansicht einer Ausführungsalternative des Instruments, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Geräts im
Einsatz, Fig. 4 eine vierte Ausführungsform und Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform.
Die Gehäuseteile 1, 2 des in Fig. 1 gezeigten Instrumentenkopfs 3 sind mit einem Schaft 4 fest verbunden, der einen Handgriff 15 bildet und eine Antriebswelle 5 enthält, deren freies Ende 6 in bekannter Weise mit einem Antriebsmotor oder einem Griff für Handantrieb verbunden werden kann. Innerhalb des Gehäuses 1, 2 trägt die Antriebswelle 5 ein Zahnritzel 7.
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In dem Gehäuse 1, 2 des Instrumentenkopfs 3 ist ferner eine Fräserwelle 8 drehbar quer zu der Antriebswelle 5 gelagert. Der Winkel zwischen den beiden Wellen liegt zweckmäßigerweise zwischen 90 und 135° (im dargestellten Fall 110°). Die Fräserwelle trägt ein Kegelrad 9, dessen Zähne mit denen des Ritzels 7 in Eingriff stehen. Die Fräserwelle 8 läßt sich auf diese Weise durch die Antriebswelle 5 drehend antreiben. Es versteht sich, daß dies nur ein Beispiel für die Antriebsverbindung zwischen den beiden Wellen darstellt. Es können auch andere Getriebearten, beispielsweise ein Schneckengetriebe, verwendet werden. Das Getriebe selbst oder ein damit verbundener Kardanteil kann winkeltolerant ausgebildet sein, um ei- ne Verstellung des Winkels zwischen den Wellen 5 und 8 zu ermöglichen. Es kann eine Fixiereinrichtung vorgesehen sein, die es gestattet, das Instrument in der gewählten Winkeleinstellung zu arretieren. Stattdessen kann auch eine freie Winkelbeweglichkeit vorgesehen sein.
Auf das Ende der Fräserwelle 8 ist in bekannter Weise auswechselbar ein halbkugeliges, als solches bekanntes Fräswerk- zeug 10 aufgesetzt, das in dieser Beschreibung einfachheitshalber als Fräser bezeichnet wird. Um die Abmessung des Instrumentenkopfs gering zu halten, ist der Fräser eng an das Gehäuse 1, 2 des Instrumentenkopfs herangerückt. Die Entfer- nung des Kugelmittelpunkts 22 des Fräsers oder des Mittelpunkts seiner Rückfläche von dem Kreuzungspunkt 21 der Achsen der Wellen 5 und 8 ist kleiner als der Halbmesser des Fräsers, vorzugsweise kleiner als ein Viertel des Fräserdurchmessers. Wenn der Fräser nicht halbkugelig geformt ist, tritt an die Stelle des erwähnten Durchmessers der größte Durchmesser.
Auf der dem Fräser 10 abgewandten Seite des Instrumentenkopfs 3 ragt ein Zapfen 11 hervor, der fest, ggf. einstückig, mit der Fräserwelle 8 verbunden ist und mit dieser eine gemeinsame Drehachse 12 hat. Eine Hülse 13 mit Endflansch 14 ist auf den Zapfen 11 mit Gleitsitz aufgesteckt. Der Flansch trägt auf seiner dem Knochen zugewendeten Seite Zähne oder Nadeln 18, die in den Knochen eindringen, um die Drehung der Hülse 13 zu verhindern.
Das Instrument wird in folgender Weise benutzt. Nachdem der Hüftkopf entfernt ist, wird in den Femurhals von dessen Rese- kionsflache her achsgleich eine Sackbohrung eingebracht, in die die Hülse 13 eingesteckt wird. Das Instrument wird so eingebracht, daß der Zapfen 11 in die in der Femurbohrung sitzende Hülse 13 gesteckt wird. Das Bein wird normal gelagert, so daß der Femurhals zum Acetabulum weist und der Fräser anstelle des natürlichen Hüftkopfs im oder am Acetabulum liegt. Der Fräser 10 wird durch die den proximalen Femur haltenden Bänder in das Acetabulum gedrückt und gleichzeitig in natürlicher Weise ausgerichtet. Das Ausfräsen des Acetabulums kann nun ohne oder mit geringer ausrichtender Hilfe des Operateurs vollzogen werden. Danach wird die Operation in bekannter Weise fortgeführt.
Während das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sich mit einem quer vom Instrumentenkopf 3 abstehenden Griffschaff begnügt, ist in Fig. 2 schematisch ein Instrument angedeutet, dessen Griff 15' etwa in der Achse 12 des Fräsers 10 angeordnet ist. Der Schaft 4 ' des Instruments führt etwa lotrecht vom Instru- mentenkopf 3' weg und trägt am Ende einen Antriebsmotor 16. Durch einen Bügel 17 ist das Ende des Schafts 4' starr mit dem Griff 15' verbunden. Dessen Lage zeigt dem Operateur genau die Stellung der Fräserachse 12 an und erlaubt es ihm, nicht nur den Fräser gemäß der gewünschten Achsrichtung aus- zurichten, sondern auch die Kraft zu steuern, mit der der
Fräser in das Acetabulum gedrückt wird. Der Griff kann in der strichpunktierten Linie flach ausgebildet sein, um die Kraftausrichtung mit der Hand oder dem Körper des Operateurs zu erleichtern .
Das Instrument gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten dadurch, daß ihm ein Schaft fehlt und die Antriebswelle 5" als flexibles Welle ausgebildet ist. Die Ausrichtung des Instruments wird - wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert - durch die in den Knochen 19 eingesetzte
Hülse 13 und den darin gelagerten Zapfen 11 bewirkt. Auch die zum Fräsen erforderliche VorSchubkraft wird vom Knochen 19 her auf das Instrument übertragen. Die durch das Femur bestimmte Ausrichtung des Instruments wird dank der Flexibili- tat der Antriebswelle 5' nicht durch unbeabsichtigte Bewegungen des Operateurs beeinträchtigt. Jedoch ist die Welle 2' so steif, daß sie das Fräsmoment zu übertragen vermag. Es. kann auch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Instrumentenkopf 3 und dem Flansch der Hülse 13 vorgesehen sein, wobei der Flansch wiederum durch Zähne oder Nadeln 18 (Fig. 1) drehfest mit dem Knochen verbunden ist, um sich in bezug auf das Fräs- moment an diesem abzustützen.
In Fig. 4 ist eine Variante des Instruments gezeigt, für dessen Beschreibung auf Fig. 1 verwiesen werden kann. Zwischen dem Gehäuse 1, 2 und dem Flansch 14 ist das Ende 25 eines He- bels 26 eingeschaltet. Dieses Ende ist gabelig ausgeführt, um gewünschtenfalls nachträglich zwischen das Gehäuse 1, 2 und den Flansch 14 eingeschoben werden zu können. Es ist gegenüber dem langen Ende 26 des Hebels ein wenig abgewinkelt. Es wird zunächst parallel zur Rückfläche des Gehäuses 1, 2 und zum Flansch 14 zwischen diesen beiden Teilen eingeschoben.
Das lange Ende 26 des Hebels befindet sich dann in einer gewissen Winkelentfernung von dem Schaft 4. Wenn eine Vorschubkraft erzeugt werden soll, die den Fräser 10 in das Acetabulum drückt, wird das lange Ende 26 des Hebels in Pfeilrich- tung zum Schaft 4 hin gedrückt. Diese Bewegung kann der Operateur leicht in der Art der Betätigung einer Zange durchführen. Dabei setzt sich der Knickpunkt 27 des Hebels auf die Rückfläche des Gehäuses 1, 2 auf und bildet den Drehpunkt für seine anschließende Schwenkbewegung. Die Spitze 28 setzt sich auf den Flansch 14 auf und drückt ihn bei fortdauernder
Schwenkbewegung von dem Gehäuse 1, 2 weg. Das Hebelende 25 bildet somit gemeinsam mit der Rückfläche des Gehäuses 1, 2 und dem Flansch 14 einen Streckmechanismus. Das lange Ende 26 des Hebels bildet eine Vorschubantriebsstange, durch deren Bewegung der Streckmechanismus gestreckt wird, um die Distanz des Fräsers 10 von dem Knochen 19, an dem sich der Flansch 14 der Hülse 13 abstützt, zu vergrößern und so den Fräser 11 in das Acetabulum zu drücken.
In der fünften Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist mit dem In- strumentenkopf 3 in der oben erläuterten Weise ein Fräser 10 verbunden. Rechtwinklig zur Fräserachse ist mit dem Instrumentenkopf 3 ein Schaft 4 verbunden, der eine Antriebswelle enthält, mit deren freien Ende 6 ein Antriebsmotor gekuppelt werden kann. Mit dem Instrumentenkopf 3 ist ein Zapfen 31 starr verbunden. Er kann in die Bohrung einer Hülse 13 eingesetzt werden, die ihrerseits in den nach Resektion des Hüftkopfs verbleibenden Schenkelhals eingesetzt ist, wie es oben beschrieben wurde. Der Zapfen 31 dient dann zur Ausrichtung des Instrumentenkopfs 3 und des Fräsers 10 gemäß der Richtung des Schenkelhalses des Oberschenkelknochens. Auch kann dadurch die erforderliche Andruckkraft auf den Fräser 10 übertragen werden.
Um zusätzliche Kraft auf den Instrumentenkopf 3 übertragen zu können und gegebenenfalls auch das Instrument ausrichten zu können, ist ein Bügel 33 mit Griff 34 vorgesehen. Der Griff liegt in der selben Achse wie die Drehachse des Fräsers 10 und die Achse des Zapfens 31. Der Bügel ist hinreichend steif ausgebildet, um die Andruck- und Führungskraft von dem Griff 34 auf den Instrumentenkopf 3 übertragen zu können. Am Instrumentenkopf 3 und am griffernen Ende des Bügels 33 sind zueinander passende Kupplungsorgane 32, 35 vorgesehen, die vorzugsweise so ausgebildet sind, daß sie rasch und einfach geschlossen oder gelöst werden können, wie es während der Operation notwendig werden kann. Die Technik stellt für derartige Kupplungen eine Vielzahl von Ausführungsmöglichkeiten zur Verfügung. Im dargestellten Beispiel sind sie folgender- maßen ausgebildet. Am Bügel ist eine Kupplungsgabel 35 vorgesehen, die eine Gabelöffnung enthält, welche von profilierten Gabelflanken 36 beiderseits begrenzt wird. Das Kupplungselement 32 am Instrumentenkopf 3 ist passend zur Gabelöffnung ausgebildet und weist eine Profilierung auf, die zu der Profilierung der Flanken 36 komplementär ist. Beispielsweise können die Flanken 36 eine mittlere Rippe enthalten, der an dem Kupplungselement 32 eine Nut entspricht. Das Kupplungselement 32 ist rund ausgebildet, so daß die Kupplungsgabel 35 von jeder Seite her aufgesteckt werden kann. Diese Konstruktion gibt dem Operateur Freiheit bezüglich der Richtung, von der her er den Bügel an das Instrument "ansetzen will. Wenn dies nicht gewünscht wird, kann das Kupplungselement 32 beispielsweise vierkantig mit parallelen profilierten Seiten ausgebildet sein, die in die Kupplungsöffnung der Gabel 35 passen, aber mit dieser eine Kupplungsrichtung bestimmen.
Damit die Kupplungsgabel 35 nicht ungewollt von dem instru- mentenseitigen Kupplungselement 32 abgleiten kann, ist ein Sicherungshaken 37 vorgesehen, der um eine Achse 38 schwenkbar ist, um aus der Lösestellung, die in Fig. 5 gezeigt ist, in die Sicherungsstellung überführt werden zu können, in der sie um den Zapfen 31 faßt, wenn das Kupplungselement 32 sich in der Gabelöffnung befindet, und umgekehrt. Der Sicherungs- haken kann mit einer Rasteinrichtung verbunden sein, die seine ungewollte Entfernung aus der Sicherungsposition verhütet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Chirurgisches Instrument, insbesondere zum Fräsen der Hüftpfanne, das einen Instrumentenkopf (3) mit Fräser
(10), eine Halterung zum Halten des Instrumentenkopfs (3) in der Arbeitsstellung und eine den Fräser (10) mit einer Antriebseinrichtung (16) verbindende Antriebswelle (5, 5") umfaßt, die gegenüber der Drehachse (12) des Instru- mentenkopfs (3, 3') abgewinkelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der Drehachse (12) auf den Instrumentenkopf (3') wirkender Stützteil vorgesehen ist.
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung einen entsprechend der Antriebswelle (5,
5'') gegenüber der Drehachse (12) des Instrumentenkopfs (3, 3') abgewinkelten Schaft (4, 4') umfaßt..
3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (5) in oder an dem Schaft (4, 4") angeordnet ist.
4. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützteil von einem Griff (15') ge- bildet ist, der über einen außerhalb der Drehachse (12) liegenden Bügel (17) mit dem Instrumentenkopf (3') oder dem Schaft (4') verbunden ist.
5. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Stützteil von einem auf der dem Fräser (10) gegenüberliegenden Seite des Instrumentenkopfs (3) angeordneten Femur-Ansatzteil (11, 13) gebildet ist.
6. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Femur-Ansatzteil (11, 13) richtungsbestimmend ist.
7. Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Femur-Ansatzteil einen in Richtung der Drehachse (12) des Instrumentenkopfs (3) verlaufenden Zapfen (11) umfaßt.
8. Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (11) von der Fräserwelle (8) gebildet ist.
9. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine in eine Bohrung im Femur einsetzbare Laufbuchse (13) für den von der Fräserwelle (8) gebildeten Zapfen (11) vorgesehen ist.
10. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Drehachse (12) des Instrumentenkopfs (3) und der Antriebswelle (5) und/oder dem Schaft (4) verstellbar ist.
11. Instrument nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesonderter Schaft (26) leicht lös- bar mit dem Instrumentenkopf (3) verbindbar ist.
12. Instrument nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fräser-Vorschubeinrichtung zum Vorschieben des Instrumentenkopfs (3) unter Abstützung am Femur vorgesehen ist.
13. Instrument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Femur-Ansatzteil (11, 13) eine Einrichtung (14) zum Abstützen am Femur umfaßt und daß zwischen dieser Abstützeinrichtung (14) und dem Instrumentenkopf (3) ein Streckmechanismus (25) angeordnet ist.
14. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (20) zwischen dem Kreuzungspunkt (21) der Drehachse (12) des Instrumentenkopfs (3) mit der Achse des Schafts (4) oder der Antriebswelle (5) einerseits und dem Mittelpunkt (22) des Fräsers (10) andererseits nicht größer als der Fräserdurchmesser ist.
15. Instrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (20) nicht größer als der halbe Fräserdurchmesser ist.
16. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Fräserachse (12) gemessene Außenabmessung (23) des Instruments ohne seine gegebenenfalls im Femur unterzubringenden Teile einschließlich des Fräsers (10) nicht größer als 8 cm ist.
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