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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System von Abstandhaltern
zur Verwendung während
der Implantation von Prothesenverbindungen bzw. -gelenken, um eine
geeignete Spannung bei zurückbehaltenen
bzw. verbliebenen Bändern des
Gelenks zu erzielen bzw. zu erhalten.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine
Prothese umfaßt
bzw. beinhaltet erste und zweite Prothesenkomponenten, die an ersten und
zweiten Knochen eines Gelenks festgelegt sind. Die ersten und zweiten
Knochen des Gelenks müssen
operativ teilentfernt sein, um Oberflächen zu definieren, die geeignet
konfiguriert, ausgerichtet und angeordnet sind, um die Prothesenkomponenten
zu empfangen.
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Prothesengelenkersatzchirurgie
ist kompliziert durch die Tatsache, daß nicht alle Patienten dieselbe
Größe besitzen.
Prothesenkomponenten müssen
daher so dimensioniert sein, um im wesentlichen mit der Anatomie
des Patienten übereinzustimmen, in
welchen die Prothesenkomponenten zu implantieren sind.
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Die
meisten Hersteller von Prothesen bzw. Prothesengelenken produzieren
ein System von in der Dimension unterschiedlichen, jedoch strukturell und
funktionell ähnlichen
Prothesenkomponenten. Muster bzw. Formen bzw. Modelle werden verwendet,
um die Größe eines
operativ teilentfernten Knochens abzumessen bzw. zu kalibrieren.
Jedes Muster bzw. Modell hat eine entsprechend konfigurierte und
dimensionierte Prothesenkomponente. Der Chirurg wählt das
Modell bzw. die Form, das (die) am ehesten dem teilentfernten Knochen
entspricht und wählt
dann die entsprechende Prothesenkomponente für eine Implantation aus.
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Eine
chirurgische Vorbereitung des Gelenks muß eine geeignete Spannung bei
den zurückbehaltenen
Bändern
sicherstellen. Eine Spannung kann durch Anordnen eines Abstandhalters
bemessen bzw. eingestellt werden, welcher der Dicke des Implantats
zwischen den Knochen entspricht. Wenn der Abstandhalter zu eng ist,
müssen
die Knochen weiter operativ teilentfernt werden. Wenn der Abstandhalterbock
zu lose ist, kann der Chirurg eine dickere Komponente verwenden.
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Um
die Chirurgie bzw. Operation zu vereinfachen und um das Inventar
bzw. den Vorrat an Werkzeugen leichter handhabbar zu machen, wurden
Prothesegelenke gemäß dem Stand
der Technik hergestellt, um einen gemeinsamen Prothesenspalt für einen
breiten Bereich von unterschiedlich dimensionierten Prothesenkomponenten
zu erlauben. In dieser Anmeldung bezieht sich ein Prothesenspalt
auf den Abstand zwischen den teilentfernten Knochenoberflächen. Die
Verwendung eines gemeinsamen bzw. allgemeinen Prothesenspalts erlaubt
die Verwendung eines einzigen, universellen Abstandhalters für ein Sicherstellen
einer optimalen Spannung in den Bändern, die postoperativ beibehalten
werden.
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Obwohl
das Prothesengelenksystem und das chirurgische Verfahren gemäß dem Stand
der Technik zahlreiche Vorteile bietet, gibt es bestimmte potentielle
Nachteile. Beispielsweise werden notwendigerweise größere Prothesenkomponenten
mit dünneren
Lagern verwendet, wenn der Prothesenspalt konstant sein soll und
wenn derselbe Abstandhalter für
sowohl große
als auch kleine Prothesenkomponenten verwendet wird. Dies ist nicht
wünschenswert dahingehend,
daß der
größere Patient,
in welchem die größere Prothesenkomponente
implantiert wird, größere Lasten
bzw. Belastungen auf das Lager ausüben wird. Ein dünneres Lager
wird eine niedriger Lasttragekapazität und eine potentiell kürzere Lebensdauer
besitzen. Somit wird die chirurgische Bequemlichkeit bzw. Eignung
eines konstanten Prothesenspalts und einer Verwendung eines einzigen
Abstandhalterblocks auf Kosten einer abgesenkten Lastlager- bzw.
-aufnahmekapazität
und einer potentiell kürzeren,
funktionellen Lebensdauer für
das Prothesengelenk erhalten. Derartige Prothesengelenksysteme können erlauben,
daß dieselbe
Lagerdicke für
einen kleinen Bereich von unterschiedlich dünn dimensionierten Prothesenkomponenten
verwendet wird. Dies kann akzeptabel sein, ist jedoch nicht optimal.
Insbesondere kann die gemeinsame Lagerdicke nicht die größere Lasttragekapazität nicht
zur Verfügung
stellen, die durch einen größeren Patienten
mit einer größeren Prothesenkomponente
erforderlich sein kann.
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Die
Verwendung gemäß dem Stand
der Technik von Mustern bzw. Modellen und Abstandhaltern während der
Implantation eines Prothesengelenks kann am besten in dem Kontext
einer Knieprothese gemäß dem Stand
der Technik illustriert werden. Insbesondere ist eine Knieprothese
gemäß dem Stand
der Technik in 1 und 2 dargestellt bzw. illustriert
und wird allgemein durch das Bezugszeichen 100 identifiziert.
Die Prothese 100 dient für eine Implantation zwischen
einem Femur bzw. Oberschenkelknochen 102 und einer Tibia
bzw. einem Schienbein 104. Die Prothese 100 beinhaltet
eine femorale bzw. Femoralkomponente 106, die einen oberen
Abschnitt 108 zum Festlegen an dem distalen Ende eines
Femurs 102 und eine untere gelenkige Lageroberfläche 110 aufweist.
Die Prothese 100 gemäß dem Stand der
Technik beinhaltet weiters eine tibiale bzw. Tibialkomponente 112,
die einen unteren Abschnitt 114 aufweist, um ihn an das
proximale Ende einer Tibia 104 festzulegen, und eine obere
Lageroberfläche 116.
Ein Kunststofflager 118 ist zwischen der Femoralkomponente 106 und
der Tibialkomponente 112 der Prothese 100 gemäß dem Stand
der Technik vorgesehen. Das Lager 118 hat eine untere Oberfläche 120 in
einer Lagerbeziehung mit der oberen Oberfläche 116 der Tibialkomponente 112 und
eine obere Oberfläche 122 in
gelenkigem Lagereingriff mit der unteren gelenkigen Lageroberfläche 110 der
Femoralkomponente 106. Die Prothese 100 gemäß dem Stand
der Technik existiert in einem Bereich von unterschiedlichen Größen, um
mit der Größe eine
Patienten übereinzustimmen.
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Eine
Schablone bzw. eine Form bzw. ein Muster bzw. Modell gemäß dem Stand
der Technik, wie sie bzw. es während
einer Implantation der Prothese 100 gemäß dem Stand der Technik verwendet wird,
ist in 3 und 4 illustriert und ist mit
dem Bezugszeichen 124 identifiziert. Das Modell 124 gemäß dem Stand
der Technik ist ein längliches
ebenes Glied, das gegenüberliegende
Enden 126 und 128 aufweist, welche geringfügig unterschiedliche
Größen und
Formen in der Draufsicht besitzt. Das Modell bzw. die Schablone 124 ist
eine aus zahlreichen Mustern bzw. Schablonen bzw. Formen, die für einen
Chirurgen verfügbar
sind, wobei die entsprechenden Musterenden unterschiedliche Größen und
Formen, jedoch eine gleichmäßige Dicke
aufweisen. Jedes Musterende 126 und 128 ist mit
Indizes 130 und 132 versehen, welche jeweils eine
spezielle Größe der Tibialkomponente 112 gemäß dem Stand
der Technik identifiziert. Der Chirurg wählt das Form- bzw. Musterende,
das die beste Übereinstimmung
bzw.
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Überdeckung
mit der chirurgisch teilentfernten Tibia 104 ohne Überhang
zur Verfügung
stellt und wählt
dann die entsprechende Tibialkomponente aus. Wie dies in 4 gezeigt ist, kann der
Mediziner weiter die Form 124 in Kombination mit einer
hin und her gehenden Säge
verwenden, um vertikale Einschnitte zum Aufnehmen von zurückbehaltenen
Bändern
auszubilden.
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Ein
Beispiel von einer der zahlreichen, chirurgischen Techniken gemäß dem Stand
der Technik zum Implantieren eines Knieprothesengelenks wendet eine
femorale Resektionsführung 134 gemäß dem Stand
der Technik, wie sie in 5–7 gezeigt ist, und einen
femoralen Resektionsführungs-Abstandhalter 136,
wie er in 6 und 7 gezeigt ist, an. Diese
Komponenten sind im Detail im U.S. Patent Nr. 4,738,254 mit dem
Titel "POSITIONER
FOR SURGICAL INSTRUMENTS",
welches am 19. April 1988 an M. J. Pappas und F. F. Buechel erteilt
wurde, beschrieben. Kurz gesagt, wird die femorale Resektionsführung 134 durch
den Chirurgen verwendet, um das Sägeblatt während der Resektion des Femurs 102 zu
führen.
Der femorale Resektionsführungs-Abstandhalter 136 wird
verwendet, um die femorale Resektionsführung 136 relativ
zu der operativ teilentfernten Tibia 104 zu positionieren,
um sicherzustellen, daß die
femorale Resektion ausgeführt
wird, um den Beugungs- bzw. Flexionsspalt zu reproduzieren und die
mediale und laterale Bänderspannung
auszugleichen. Wenn die Paßform
des femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 136 zu
dicht bzw. zu eng ist, wird die obere Oberfläche der operativ teilentfernten
Tibia 112 weiter operativ teilentfernt, um eine geeignete
Passung des femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 136 zu
erreichen. Wenn der femorale Resektionsführungs-Abstandhalter 136 zu lose
ist, wird ein geeigneter, dicker Adapter 138a–d, wie
er in
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8 gezeigt ist, auf der Innenoberfläche des
Abstandhalters 136 installiert. Die Dickenadapter 138a–d müssen notwendigerweise
eine plane Konfiguration entsprechend der Größe und Form der am kleinsten
operativ teilentfernten Tibia aufweisen. Wenn diese Adapter 138a–d mit
kleiner Dicke bei einem großen
Patienten verwendet werden, werden sie nur den zentralen Bereich
der operativ teilentfernten Tibia kontaktieren, welcher aus weichem
komprimierbarem Knochengewebe besteht. Die Adapter 138a–d kleiner
Dicke können
somit das weiche Knochengewebe komprimieren oder andererseits beschädigen, insbesondere
wenn die Bänderspannung überprüft wird.
Eine Knochenschädigung
ist insbesondere problematisch, da zahlreiche Patienten diese Operation
erhalten, um einen existierenden Zustand eines schwachen oder erkrankten
Knochens zu reparieren. Der Erfinder hat hier erkannt, daß das Potential
für eine
Knochenschädigung
dadurch beseitigt werden kann, indem ein Satz von Dickenadaptern
für jede
Größe einer
Prothesenkomponente gemäß dem Stand
der Technik zur Verfügung
gestellt wird. Jedoch würde
dies im wesentlichen die Anzahl von Werkzeugen, die für eine Operation
erforderlich sind, multiplizieren bzw. vervielfachen und würde das chirurgische
Verfahren komplizieren.
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Die
chirurgische Technik gemäß dem Stand der
Technik läuft,
wie in 9–11 gezeigt, ab, indem ein
Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 140 in Kombination
mit irgendeinem Dickenadapter 138a–d verwendet wird,
welcher für
eine Verwendung mit dem femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 136 erforderlich
sein kann, um den Flexions-Prothesenspalt neu anzunähern bzw.
einzustellen. Weiters kann eine Einstellung der Tibialresektion
erforderlich sein. Indem irgendwelche Resektionseinstellungen vorgenommen
werden, muß der
Chirurg sicherstellen, daß der
Extensionsspalt gleich dem Flexionsspalt ist. Der Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 140 muß eine plane
Konfiguration aufweisen, die bemessen und geformt ist, um mit der
kleinsten, operativ teilentfernten Tibia zusammenzupassen. Jedoch wird
er, ebenso wie bei den Dickenadaptern 138a–d, die
oben beschrieben sind, wenn der übliche
Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 140 bei
einem größeren Patienten
verwendet wird, er nur den weichen zentralen Teil des operativ teilentfernten
Knochens kontaktieren. Dieses weiche, zentrale Knochengewebe kann
komprimiert werden, wenn die Bänderspannung überprüft wird.
So kann der Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 140 gemäß dem Stand
der Technik den operativ teilentfernten Knochen beschädigen und
die Kontaktfläche
bzw. den Kontaktbereich zwischen dem Knochen und der Prothesenkomponente
reduzieren.
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Indem
zu 1 zurückgekehrt
wird, werden die Prothesenkomponenten 106 und 112 und
das Lager 118 ausgewählt,
um eine geeignete bzw. ordnungsgemäße Passung auf den Knochen 102 und 104 zu
erreichen und um einen gleichmäßigen Prothesenspalt "A" zu erhalten, für welchen der übliche bzw.
gemeinsame oder universelle Abstandhalterblock dimensioniert ist.
Es wird erkannt bzw. geschätzt
werden, daß,
wenn die Femoralkomponente 106 der Prothese 100 in
der Größe ansteigt,
der distale und posteriore Abschnitt 106d und 106p notwendigerweise
dicker werden. Um den konstanten Prothesenspalt "A" über das
System beizubehalten, muß somit
das System eine Mehrzahl von unterschiedlichen Lagern 118 mit
unterschiedlichen entsprechenden Dicken umfassen. Somit werden dünnere Lager 118 mit
den größeren Prothesenkomponenten
verwendet. Wie dies oben festgehalten wurde, weisen jedoch dünnere Lager
eine niedrigere Lasttragekapazität
und ein potentiell kürzeres
Leben auf.
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Als
ein weiteres Beispiel bezieht sich WO-A-94/05212 auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Femoralabschnitts eines
Knies bei einem vollständigen
Knieersatz von sowohl den medialen als auch lateralen Kondylen, um
die interkondyläre
Kerbe und die distale Patellarnut des rekonstruierten Knies in einer
Position anzuordnen, die allgemein mit der natürlichen interkondylären Kerbe
und der distalen Patellarnut zusammenstimmt.
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Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Muster-
bzw. Form- bzw. Schablonensystem zur Verfügung zu stellen, um ein optimal
dimensioniertes Prothesenlager und einen optimal dimensionierten
Prothesenspalt zu erhalten, wobei das System eine verbesserte Zuverlässigkeit und
Anwendbarkeit besitzt, während
eine Minimalbeschädigung
des operativ teilentfernten Knochens sichergestellt wird.
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Dieses
Ziel wird durch ein Form- bzw. Muster- bzw. Modellsystem erfüllt, das
die in Anspruch 1 geoffenbarten Merkmale aufweist. Bevorzugte Ausbildungen
sind Gegenstand der abhängigen
Unteransprüche.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Mehrzahl von Mustern bzw. Modellen
bzw. Formen entsprechend der Mehrzahl von unterschiedlichen Größen von
Prothesengelenken in dem System gerichtet. Die Muster bzw. Formen
bzw. Modelle haben unterschiedliche Größen und Formen in einer Draufsicht
entsprechend jeweils möglichen
Größen und Formen
für einen
opera tiv teilentfernten Knochen, um sicherzustellen, daß der operativ
teilentfernte Knochen geeignet mit einer entsprechenden Prothesenkomponente
zusammenpassen wird. Anders als in Systemen gemäß dem Stand der Technik weisen die
Formen gemäß dem vorliegenden
System keine gleichmäßige Dicke
auf. Statt dessen steigt eine Form- bzw. Modelldicke mit einer Fläche in einer Draufsicht
an, so daß Modelle
bzw. Formen mit großer
Fläche
auch dicker sind. Jedes Muster kann an dem Resektionsführungs-Abstandhalter
oder an dem Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter
festgelegt bzw. montiert werden und die Kombination des Musters
bzw. der Form und des Abstandhalters stellt einen größeren Prothesenspalt
für größere Formen
zur Verfügung.
Modelle bzw. Formen, die größere Oberflächenbereiche
definieren und größeren Knochen entsprechen
und größere Prothesenkomponenten erreichen
größere Prothesenspalte.
Im Gegensatz dazu erreichen Modelle, die kleinere Querschnittsbereiche
bzw. -flächen
definieren und für
kleinere Knochen gedacht sind, und kleinere Prothesenkomponenten
kleinere Prothesenspalte. Der Anstieg in Prothesenspalten mit größeren Prothesenkomponenten ermöglicht die
wünschenswerte
Verwendung von dickeren Lagern mit größeren Prothesenkomponenten.
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Die
Modelle sind an den Abstandhaltern derart festgelegt, daß das Modell
gegen den operativ teilentfernten Knochen angeordnet werden kann,
für welchen
das Modell bzw. die Form als Maß verwendet
wurde. So entspricht der Abschnitt des kombinierten Abstandhalters/Modells,
welcher den operativ teilentfernten Knochen ergreift, sehr genau
der Form des operativ teilentfernten Knochens. Als ein Ergebnis
werden weiche, innere Abschnitte des Knochens nicht beschädigt oder
gebrochen bzw. zerdrückt, wenn
eine Bänderspannung überprüft wird,
wie dies im Stand der Technik aufgetreten ist.
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Die
gegenständlichen
Formen bzw. Modelle werden verwendet, um eine Prothesenkomponente auszuwählen, die
mit der Größe und der
Form des operativ teilentfernten Knochens übereinstimmt. Die für eine spezielle
Prothese ausgewählte
Form des Systems wird dann mit dem üblichen bzw. gemeinsamen Resektionsführungs-Abstandhalter
und dem üblichen
bzw. gemeinsame Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter
verwendet, um den geeigneten Prothesenspalt zu erhalten und eine
Auswahl eines Lagers zu ermöglichen,
das eine für
die Größe und Form
des operativ teilentfernten Knochens geeignete Dicke aufweist. Jeder
Abstandhalter kann in Übereinstimmung
mit der Bänderspannung
eingestellt werden. Die Resektion kann inkrementell fortgeführt werden,
falls dies notwendig ist, bis der Prothesenspalt gleich der kombinierten
Dicke des Abstandhalters und des gewählten Modells ist. Als ein
Ergebnis wird ein relativ größeres Prothesengelenk
für einen
relativ größeren Patienten
mit dem entsprechend großen Modell
und dem Abstandhalter verwendet werden, um sicherzustellen, daß ein relativ
großer
Prothesenspalt zwischen den operativ teilentfernten Knochenoberflächen des
Gelenks erhalten werden. Im Gegensatz dazu wird unter Verwendung
desselben Verfahrens ein kleinerer Patient mit einem kleineren Prothesengelenk
wird ein kleineres Modell und den Abstandhalterblock verwenden,
um einen kleineren Prothesenspalt zu erhalten bzw. zu erzielen.
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Das
System der vorliegenden Erfindung stellt sicher, daß größere Patienten
nicht durch die Implantation einer Prothese bzw. eines Prothesengelenks
bzw. einer Gelenkprothese mit einem unerwünschten dünnen Lager gehandicapt werden.
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Statt
dessen werden größere Patienten
von einem Prothesengelenk profitieren, das ein Lager mit geeigneter
Dicke zum Aufnehmen der darauf durch den größeren Patienten aufgebrachten
Lasten aufweist. So werden das Lager und das gesamte Prothesengelenk
wahrscheinlich eine längere
funktionelle Lebensdauer erreichen. Zusätzlich und signifikant kann
das Vorsehen von unterschiedlichen Prothesenspalten für unterschiedlich
dimensionierte Prothesenkomponenten ohne Erhöhen der Anzahl oder Komplexität der Werkzeuge
erreicht werden, die für eine
chirurgische Implantation des Prothesengelenks erforderlich sind.
Weiters eliminiert das System der vorliegenden Erfindung das Erfordernis
der Verwendung von Dickenadaptoren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenaufrißansicht
einer Prothese bzw. eines Prothesengelenks gemäß dem Stand der Technik.
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2 ist eine vordere Aufrißansicht
des Prothesengelenks gemäß dem Stand
der Technik, die in 2 gezeigt
ist.
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3 ist eine Draufsicht auf
ein Tibialmodell bzw. eine Tibialform gemäß dem Stand der Technik.
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4 ist eine voraussichtliche
Ansicht des Tibialmodells gemäß dem Stand
der Technik in der Verwendung.
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5 ist eine perspektivische
Ansicht einer Femoralresektionsführung
gemäß dem Stand
der Technik.
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6 ist eine vordere Aufrißansicht
der femoralen Resektionsführung
gemäß dem Stand
der Technik bei einer Verwendung mit einem Femoralresektionsführungs-Abstandhalter
gemäß dem Stand der
Technik.
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7 ist eine Seitenaufrißansicht
einer Femoralresektionsführung
und eines Abstandhalters gemäß dem Stand
der Technik von 6.
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8 ist eine perspektivische
Ansicht eines Satzes von Dickenadaptoren zur Verwendung mit der Resektionsführung und
dem Abstandhalter gemäß dem Stand
der Technik.
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9 ist eine vordere Aufrißansicht
eines Abstandhalterblocks gemäß dem Stand
der Technik in Verwendung.
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10 ist eine Aufrißexplosionsansicht
eines Abstandhalterblocks gemäß dem Stand
der Technik, der mit dem Dickenadapter gemäß dem Stand der Technik verwendet
wird.
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11 ist eine Seitenaufrißansicht
des Abstandhalterblocks gemäß dem Stand
der Technik.
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12 ist eine Seitenaufrißansicht
eines Femoralmodells.
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13 ist eine Draufsicht auf
ein Tibialmodell.
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14 ist eine Seitenaufrißansicht
in Explosionsdarstellung eines Tibialmodells und eines Femoralresektionsführungs-Abstandhalters.
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15 ist eine vordere Aufrißansicht
des Femoralresektionsführungs-Abstandhalters,
der mit dem Tibialmodell zusammengebaut ist.
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16 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 16-16
von 14.
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17 ist eine perspektivische
Ansicht einer Femoralresektionsführung,
an welcher ein Femoralführungsjoch
gesichert ist.
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18 ist eine Vorderaufrißansicht
der Femoralresektionsführung
und des Jochs von 17.
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19 ist eine Draufsicht auf
die Femoralresektionsführung
und das Joch.
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20 ist eine perspektivische
Ansicht der femoralen Resektionsführung und eines I/M-Stabs.
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21 ist eine Frontaufrißansicht
der Femoralresektionsführung,
die an dem Femoralresektionsführungs-Abstandhalter
festgelegt ist.
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22 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 22-22
von 21.
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23 ist eine Seitenaufrißansicht
des Tibialmodells und des Abstandhalterblocks der vorliegenden Erfindung.
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24 ist eine Frontaufrißansicht
eines Tibialmodells und eines Resektionsüberprüfungs-Abstandhalters, der verwendet
wird, um eine Flexionsspannung zu überprüfen.
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25 ist eine Seitenaufrißansicht
des Tibialmodells und des Resektionsüberprüfungs-Abstandhalters, der verwendet
wird, um die Ausrichtung der Tibialresektion zu überprüfen.
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26 ist eine Frontaufrißansicht
des Tibialmodells und des Resektionsüberprüfungs-Abstandhalters, der verwendet
wird, um eine Extensions- bzw. Streckspannung zu überprüfen.
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27 ist eine Seitenaufrißansicht
der in 26 gezeigten
Anordnung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Gelenkprothesen- bzw. Prothesengelenk-Ersatzsystem
gerichtet, welches insbesondere für Kniegelenksersätze adaptiert
sein kann. Das Kniegelenksprothesen-Ersatzsystem kann femorale Komponenten,
tibiale Komponenten und Lager umfassen, welche alle ähnlich den
entsprechenden Komponenten in dem System gemäß dem Stand der Technik sind,
wie es oben beschrieben und in 1 und 2 illustriert ist. Im Gegensatz
zu den Systemen gemäß dem Stand
der Technik erfordert jedoch das Prothesengelenk-Ersatzsystem der vorliegenden Erfindung
keinen gleichmäßigen Prothesenspalt über einen
Bereich von Prothesenkomponentengrößen und ermöglicht somit ein wesentlich
dickeres Lager zur Verwendung mit größeren Prothesenkomponenten
in dem System. Diese Vorteile werden, wie dies hier beschrie ben
ist, ohne Komplizieren des chirurgischen Verfahrens und ohne Erhöhen der
Anzahl von Werkzeugen erreicht, die für ein Ausführen des chirurgischen Verfahrens
erforderlich sind. Weiters haben die Werkzeuge, die verwendet werden,
um den Prothesenspalt und die Bänderspannung
zu erhalten und zu überprüfen in der
Draufsicht eine Form oder einen Abdruck, der der Form des chirurgisch
teilentfernten Knochens entspricht. Folglich ist die Möglichkeit
einer Kompressionsbeschädigung
von weichem Knochengewebe während
der Chirurgie bzw. Operation wesentlich reduziert.
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Ein
Femoralmuster bzw. -modell 10 bzw. eine femorale Form,
wie dies in 12 gezeigt
ist, und ein Tibialmuster bzw. -modell bzw. eine tibiale Form 12,
wie dies in 13–16 gezeigt ist, werden mit
dem Abstandhaltersystem der vorliegenden Erfindung angewandt. Das
Femoralmodell 10 und das Tibialmodell 12 werden
zum Bemessen des Knochens verwendet, um die Prothesenkomponenten
optimaler Größe auszuwählen. Insbesondere
wird der Femur derart chirurgisch teilentfernt, daß alle Femoral-Osteophyten
entfernt werden, wodurch die normale Femurform sichtbar gemacht
werden kann. Der Chirurg wählt
dann ein Femoralmodell bzw. eine Femoralform 10 aus, das
(die) am besten das Knochenprofil des lateralen, femoralen Kondylus
unabhängig
von irgendwelchem Gelenkkartilagen bzw. -knorpeln annähert. Jedes
der femoralen Modelle 10 wird mit Indizes 14 zum
Identifizieren einer Prothese spezieller Größe versehen.
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Der
Chirurg überprüft dann
die Tibialkomponentenpaßform
durch Auswählen
des Tibialmodells 12, welches derselben Größe wie das
ausgewählte Femoralmuster 10 ist,
welches die beste femorale Passung zur Verfügung gestellt hat. In diesem
Hinblick wird, wie dies in 13 gezeigt
ist, die Ti bialkomponente 12 mit Indizes 16 versehen,
die den Indizes 14 auf der Femoralkomponente 10 entsprechen
und weiters den verschiedenen Prothesenkomponenten, die verwendet
werden können,
entsprechen. Das ausgewählte
Tibialmodell 12 wird dann auf das chirurgisch teilentfernte
Tibialplateau plaziert, wie dies in 13 gezeigt
ist. Das Tibialmodell 12 sollte ohne wesentlichen Überhang
passen. Wenn ein übermäßiger Überhang
vorhanden ist, sollten die Komponenten der nächst kleineren Größe sowohl
für den
Femur als auch die Tibia verwendet werden.
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Das
Tibialmodell 12 hat gegenüberliegende obere und untere
Oberflächen 18 und 20,
wie dies am deutlichsten in 14 gezeigt
ist. Zusätzlich weist
das Tibialmodell 12 einen Handgriff 22 auf, der sich
von Abschnitten des Tibialmodells 12 erstreckt, die verwendet
werden, um die Größe des operativ teilentfernten
Tibialplateaus abzumessen. Der Handgriff 22 definiert eine
Dicke "t", wie dies am deutlichsten
in 14 gezeigt ist. Die
Dicke "t" variiert von einem
Tibialmodell 12 zu dem anderen, so daß größere Tibialmodelle 12 einen
Handgriff größerer Dicke "t" aufweisen. Die Änderung in der Dicke des Handgriffs 22 wird
durch die Neigung bzw. Verjüngung
der oberen Oberfläche 18 desselben
erreicht.
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Der
Handgriff 22 des Tibialmodells 12 ist durch einen
schwalbenschwanzförmigen
Schlitz 24 gekennzeichnet, der sich in die obere Oberfläche 18 erstreckt,
wie dies in 13 und 16 gezeigt ist. Der schwalbenschwanzförmige Schlitz 24 auf
allen Tibialmodellen 12 in dem System weist im wesentlichen dieselbe
Konfiguration auf. Jedoch wird der Abstand zwischen der Basis des
schwalbenschwanzförmigen Schlitzes 24 und
der unteren Oberfläche 20 des
Tibialmo dells 12 in Abhängigkeit
von der Dicke "t" des Handgriffs 22 variieren,
welcher wiederum in Übereinstimmung
mit der Größe des abmessenden
bzw. eichenden Abschnitts des Tibialmodells 12 variieren wird.
Der Handgriff 22 des Tibialmodells 12 ist weiters durch
einen Durchgangsschlitz 26 gekennzeichnet, der sich vollständig dadurch
von der oberen Oberfläche 18 zu
der unteren Oberfläche 20 erstreckt
und mit dem schwalbenschwanzförmigen
Schlitz 24 kommuniziert bzw. in Verbindung steht.
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Das
Tibialmodell 12 wird mit einem femoralen Querschnitt-Führungs-Abstandhalter 30,
wie dies in 14–16 gezeigt ist, verwendet.
Der Femoralresektionsführungs-Abstandhalter 30 beinhaltet
ein Gehäuse 32 mit
einem Paar von Seitenwänden 34 und 36 und
einem Schlitz 38 dazwischen, wie dies am deutlichsten in 16 gezeigt ist. Die Seitenwand 36 beinhaltet
eine Gewindeöffnung 40,
die sich dadurch und in den Schlitz 38 erstreckt. Die Seitenwände 34 und 36 beinhalten
auch Indizes 42, wie dies in 15 gezeigt
ist. Die Funktion der Indizes 42 wird weiter unten beschrieben.
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Der
Femoralresektionsführungs-Abstandhalter 30 beinhaltet
weiters einen Form- bzw. Modellschlitten 44, der gleitbar
in dem Schlitz 38 des Gehäuses 32 aufgenommen
ist. Der Modell- bzw. Musterschlitten beinhaltet gegenüberliegende
obere und untere Enden 46 bzw. 48. Das untere
Ende 48 des Modellschlittens 44 definiert einen
aufzunehmenden Schwalbenschwanz 50, der so dimensioniert
ist, daß er
gleitbar in dem schwalbenschwanzförmigen Schlitz 24 von
irgendeinem der Tibialmodelle 12 in dem System aufgenommen
werden kann. Eine Gewindeöffnung 54 erstreckt
sich nach oben von der unteren Oberfläche 48 des Formschlittens 44 zentral durch
den Schwalbenschwanz 50. Ein Seitenabschnitt des Formschlittens 44 ist
durch eine Mehrzahl von Arretierungen 56 gekennzeichnet.
Individuelle Arretierungen 56 sind selektiv mit der Gewindeöffnung 40,
die sich durch die Seitenwand 36 des Gehäuses 32 erstreckt,
ausrichtbar. Die spezielle Arretierung 56, welche mit der
Gewindeöffnung 40 ausgerichtet
ist, hängt
von der relativen Gleitposition des Formschlittens 44 in
dem Schlitz 38 des Gehäuses 32 ab.
Wie dies in 16 dargestellt
ist, ist die Mehrzahl von Arretierungen 56 entlang einer
Achse ausgerichtet, welche in einem spitzen Winkel zur Senkrechten
und vorzugsweise in einem Winkel von 5° bis 10° vorliegt. So werden Arretierungen 56 näher zu dem
unteren Ende 48 weiter von der Seitenwand 36 des
Femoralresektionsführungs-Abstandhalters 30 entfernt
sein.
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Der
Femoralresektionsführungs-Abstandhalter 30 beinhaltet
weiters einen lateralen Knopf 58, der einen Gewindeabschnitt
aufweist, der in die Gewindeöffnung 40 der
Seitenwand 36 eingreift bzw. eingeschraubt ist. Ein Ende
des seitlichen Knopfs 58 ist selektiv in Eingriff mit einer
Arretierung bzw. Raste 56 des Formschlittens 44 bringbar.
So ermöglicht
ein Lösen
bzw. Lockern des lateralen bzw. seitlichen Knopfs 58 dem
Formschlitten 44, daß er
nach oben und unten innerhalb des Schlitzes 38 des Gehäuses 32 gleiten
gelassen wird. Durch die winkelige bzw. abgewinkelte Anordnung der
Arretierungen 56 fällt, wenn
der laterale Verriegelungsknopf 58 gelockert wird, der
Formschlitten automatisch zu dem Punkt ab, wo die nächste höhere Arretierung 56 das
Ende des lateralen Knopfs 58 kontaktiert. Ein Festziehen des
lateralen Knopfs 58 verriegelt den Modellschlitten 44 sicher
in einer gewählten
Position relativ zu dem Gehäuse 32.
Wie dies in 15 gezeigt
ist, ist der Formschlitten 44 mit einer Indikatorlinie 59 versehen,
welche selektiv mit den Indizes 42 an dem Gehäuse 30 ausrichtbar
sind.
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Die
spezielle Ausrichtung der Indikatorlinie 59 mit den Indizes 42 zeigt
die relative Arretierung 56 an, mit welcher der laterale
Knopf 58 im Gewindeeingriff ist. Diese Information ist
bei der Auswahl eines Lagers für
die Prothesenkomponente nützlich
bzw. verwendbar, wie dies unten weiter erläutert werden wird.
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Der
femorale Resektionsführungs-Abstandhalter 30 beinhaltet
weiters einen unteren Knopf 60, welcher durch die Kerbe 26 in
dem Handgriff 22 des Tibialmodells 12 hindurchtritt
und welcher weiters im Gewindeeingriff mit der Gewindeöffnung 54 des Formschlittens 44 ist.
Das Lockern des unteren Knopfs 60 erlaubt es dem schwalbenschwanzförmigen Schlitz 24 eines
gewählten
Tibialmodells 12, daß es
gleitbar auf dem aufzunehmenden Schwalbenschwanz 50 des
Formschlittens 44 festgelegt bzw. montiert wird. Ein Festziehen
des unteren Knopfs 60 verriegelt sicher die gewählte Tibialform 12 an
dem Formschlitten 44.
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Der
femorale Resektionsführungs-Abstandhalter 30 beinhaltet
weiters einen Vorsprung bzw. eine Erhebung 61, wie dies
in 14 gezeigt ist. Der Vorsprung
bzw. Fortsatz 61 erstreckt sich starr von dem Gehäuse 32 und
im wesentlichen parallel zu der unteren Oberfläche 20 eines Tibialmodells 12,
das an dem femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 30 festgelegt
ist. Es wird geschätzt
bzw. erkannt werden, daß der
Abstand "T" zwischen der oberen
Oberfläche
des Vorsprungs 61 und der unteren Oberfläche 20 des
Tibialmodells 12 den Prothesenspalt definiert und von der
Dicke "t" des Handgriffs 22 des
speziellen gewählten
Tibialmodells 12 abhängt.
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Bezugnehmend
auf 17–19 beinhaltet das System
der Erfindung weiters eine Mehrzahl von unterschiedlich dimensionierten
Femoralresektionsführungen 62,
die jeweils den Größen der
gewählten Muster
bzw. Modelle entsprechen. Die Femoralresektionsführung 62 entsprechend
den gewählten
Femoral- und Tibialformen 10 und 12 ist an einem
Femoralführungsjoch 64 festgelegt,
wie dies in 17 gezeigt
ist. Das Joch 64 wird als Zentrum der femoralen Resektionsführung 62 zwischen
den femoralen Epicondylen verwendet, wie dies in 18 gezeigt ist. Die femorale Resektionsführung 62 hat
dieselbe Breite wie die entsprechende femorale Komponente. Derart überprüft der Chirurg,
um sicherzustellen, daß die
femorale Resektionsführung 62 nicht übermäßig die
femorale Gelenkoberfläche überhängt. Die
femorale Resektionsführung 62 wird
dann teilweise unter Verwendung eines Stifts bzw. Zapfens 66,
wie dies in 19 gezeigt,
stabilisiert. Ein Loch wird dann in dem Femur nach oben gebohrt.
Dies baut die Flexions- bzw. Biegeausrichtung der femoralen Komponente.
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Wie
dies in 20 gezeigt ist,
kann das Joch 64 von der femoralen Resektionsführung 62 entfernt werden
und ein I/M-Stab 68 ist
in die femorale Resektionsführung 62 eingesetzt.
Der Stab 68 wird dann in das zuvor gebohrte femorale Wellenloch
in den Femur eingesetzt.
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Bezugnehmend
auf 21 und 22 kann der Vorsprung 61 des
femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 30 dann
in den Schlitz 70 der femoralen Resektionsführung 62 oder
benachbart zu der unteren Oberfläche
des femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 30 derart
eingesetzt werden, daß die
untere Oberfläche 20 des
Tibialmodells 12 auf der ausgeschnittenen bzw. teilentfernten Oberfläche der
Tibia auf ruht. Die Funktion des femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 30 und des
Tibialmodells 12 ist es, den Flexionsspalt bzw. Biegespalt
zu reproduzieren und eine Spannung der medialen und lateralen Spannung
auszugleichen. Dies wird die A-P-Femoral-Resektionsführung 62 so axial
positionieren, um eine ausgeglichene Biegespannung und eine ordnungsgemäße bzw.
geeignete axiale Ebenenausrichtung zur Verfügung zu stellen. Wenn der femorale
Resektionsführungs-Abstandhalter 30 zu
dicht bzw. eng ist, ist die Tibialresektion zu hoch. Als ein Ergebnis
kann eine weitere operative Teilentfernung bzw. Resektion der Tibia
erforderlich sein. Wenn das Gelenk beim Biegen zu locker ist, wird
der Formschlitten 44 zu einer "dickeren Position" durch ein Lockern des lateralen Knopfs 58 gerade
genug bewegt, um es dem Formschlitten 44 zu ermöglichen,
zu der nächsten
Position der Arretierungen 56 zu fallen, wie dies durch
die relativen Ausrichtungen der Indikator- bzw. Anzeigelinie 59 und der
Indizes 42 angezeigt ist. Weiters wird ein langsames Lockern
des seitlichen Knopfs 58 es dem Formschlitten 44 ermöglichen,
zu der nächsten
Arretierung 56 zu einer noch dickeren Position abzusacken bzw.
zu fallen. Es wird erkannt bzw. geschätzt werden, daß jede derartige
Bewegung des Formschlittens 44 eine entsprechende Bewegung
des Tibialmodells 12, das damit verbunden ist, generieren
bzw. erzeugen wird. Die Dicke, die die beste Annäherung zu einer normalen Biegespannung
der Bänder
bietet, wird gewählt
und der laterale Knopf 58 wird in dieser Dickenposition
festgezogen. Diese Endposition des Formschlittens 44 wird
am ehesten der Dicke des Lagers entsprechen, welches zwischen der
Tibial- und Femoralkomponente der Prothese verwendet wird. Sobald
die geeignete Bänderspannung
erreicht wird, wird ein zweiter Zapfen in der femoralen Resektionsführung 62 angeordnet,
um die Führung
weiter zu stabilisieren. Die femorale Resektion bzw. Teilentfernung
wird dann unter Verwendung der femoralen Resektionsführung 62 ausgeführt. Das
Tibialmodell, das in diesem Verfahren verwendet wird, wurde gewählt, da
es mit der Größe und der
Form der operativ teilentfernten Tibia zusammenpaßt. So wird
das Tibialmodell mit dem harten corticalen Knochen in Eingriff gelangen
und wird nicht den weicheren Innenknochen verletzen, wie dies aufgetreten
ist, wenn ein kleiner Abstandhalterblock oder Dickenadapter in dem
Stand der Technik verwendet wurde.
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Das
Tibialmodell 12 wird dann von dem femoralen Resektionsführungs-Abstandhalter 30 entfernt
und wird auf dem Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 71,
wie dies in 23 illustriert
ist, zusammengebaut. Genauer umfaßt bzw. beinhaltet der Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 71 ein
Gehäuse 72,
in welches ein Formschlitten 74 gleitbar aufgenommen ist.
Die Konstruktion des Gehäuses 72 und
des Formschlittens 74 sind identisch mit der Konstruktion
des Gehäuses 32 und
des Formschlittens 44 auf dem femoralen Resektionsführungs-Abstandhalters 30,
der oben beschrieben ist. Insbesondere ist ein lateraler Knopf 78 im
Gewindeeingriff in dem Gehäuse 72,
um den Formschlitten 74 in einer festgelegten Höhenposition
relativ zu dem Gehäuse 72 zu
verriegeln. Indizes bzw. Markierungen auf dem Gehäuse 72 und
dem Formschlitten 74 identifizieren die relative Höhen- bzw.
Erhöhungsposition.
Der laterale Knopf 78 wird anfangs gelockert, um es den
Indizes auf dem Gehäuse 72 und
dem Formschlitten 74 zu ermöglichen, in der Position, die
als letztes auf dem Resektionsführungs-Abstandhalter 30 verwendet
wurde, ausgerichtet zu werden.
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Das
Gehäuse 72 umfaßt bzw.
beinhaltet weiters einen unteren Knopf 80, der funktionell
analog bzw. ähnlich
zu dem unte ren Knopf 60 auf dem oben beschriebenen femoralen
Resektionsführungs-Abstandhalter 30 des
Femurs ist. Der untere Knopf 80 fungiert, um das Tibialmodell 12 auf
einem aufzunehmenden Schwalbenschwanz im wesentlichen identisch
mit dem aufzunehmenden Schwalbenschwanz 50 an dem Unterende
des Formschlittens 44, der oben beschrieben ist, zu verriegeln.
Das Gehäuse 72 des
Resektionsüberprüfungs-Abstandhalters 71 beinhaltet
weiters einen Vorsprung 82, der davon vorragt und allgemein
parallel zu dem Tibialmodell 12 ist. Wie dies oben im Detail
erklärt
ist, definieren die Handgriffe 22 der Tibialmodelle 12 unterschiedliche entsprechende
Dicken, welche in Übereinstimmung mit
der Größe in Draufsicht
des Eingriffsbereichs des Tibialmodells 12 variieren. So
wird ebenso wie bei dem femoralen Resektionsführungs-Abstandhalter 30 der
Abstand zwischen der oberen Oberfläche des Vorsprungs bzw. Fortsatzes 82 und
der unteren Oberfläche 20 des
gewählten
Modells 12 in Übereinstimmung
mit der Dicke des gewählten
Tibialmodells 12 so variieren, daß der Prothesenspalt größer für größere Prothesenkomponenten
wird.
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Der
Chirurg verwendet den zusammengebauten Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 71 und
das Tibialmodell 12, um zuerst eine Biegespannung und Ausrichtung,
wie dies in 24 gezeigt
ist, zu überprüfen. Die
Tibialresektion kann, falls dies notwendig ist, basierend auf dieser Überprüfung eingestellt
werden. Falls notwendig, kann das Festlegen bzw. Einstellen des
Formschlittens 74 des Abstandhalterblocks 71 eingestellt
werden, indem der laterale Knopf 78 gelockert und dem Formschlitten 74 ermöglicht wird,
automatisch inkrementell abzufallen. Die endgültige Einstellung und Festlegung
des Formschlittens 74 wird auch verwendet, um eine Bänderspannung
beim Strecken einzurichten.
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Eine
Extensions- bzw. Streckspannung wird, wie dies in 25 gezeigt ist, überprüft. Insbesondere werden der
zusammengebaute Resektionsüberprüfungs-Abstandhalter 71 und
das Tibialmodell 12 in der Kerbe 63 in der distalen
femoralen Resektionsführung
angeordnet, wobei der Vorsprung 82 des Abstandhalterblocks 71 flach
gegen die Obertflächen der
Kerbe 63 in der femoralen Resektionsführung 62 halten. Die
Tibia wird dann vollständig
gestreckt und eine Traktion wird aufgebracht, um eine normale Bänderdehnung
bzw. Bänderspannung,
wie dies in 25 gezeigt
ist, zu simulieren. Der Chirurg schaut dann entlang der Welle des
Resektionsüberprüfungs-Abstandhalters 71,
um zu bestimmen, ob die untere Oberfläche 20 des Tibialmodells 12 mit
der Tibialresektion ausgerichtet ist bzw. fluchtet. Wenn das Tibialmodell 10 um
mehr als 1 mm fehlausgerichtet ist, wird die distale femorale Resektionsführung bewegt,
so daß die
Festlegungszapfen 66 in einem neuen Satz von Löchern vorliegen,
welche einen geeigneten Streckspalt bilden werden.
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Die
Streckspannung und die Gliedmaßenausrichtung
werden dann unter Verwendung des zusammengebauten Tibialmodells 12 und
Resektionsüberprüfungs-Abstandhalters 71 überprüft, wie
dies in 26 und 27 gezeigt ist, um das distale,
femorale Resektionsniveau einzurichten und um den Streck-Prothesenspalt
neu abzuschätzen.
Indem irgendwelche nachfolgenden Resektionseinstellungen durchgeführt werden,
muß der
Chirurg sicherstellen, daß der
Streckspalt gleich dem Beugespalt ist. Nachfolgend fährt der
Chirurg mit den femoralen Abschlußresektionen, der abschließenden Tibialherstellung,
einer versuchsweisen bzw. Versuchsreduktion, einer Patellarherstellung
und einer abschließenden Komponentenimplantation
fort. Die Schritte unter Verwendung des Abstandhalterblocks 71 und
des Tibialmodells 12 stellen sicher, daß Kräfte auf der operativ teilentfernten
Tibia durch ein Modell bzw. eine Form 12, das bzw. die
der Größe und der
Form der operativ teilentfernten Tibia entspricht, ausgeübt werden.
So werden eine Kompression oder eine andere Beschädigung an
weichem Knochengewebe vermieden.
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Während die
Erfindung in bezug auf eine bevorzugte Ausbildung beschrieben wurde,
ist es offensichtlich, daß verschiedene Änderungen
daran gemacht werden können,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann
das System der vorliegenden Erfindung für eine Implantation von anderen
Gelenksprothesen bzw. Prothesengelenken verwendet werden. Weiters
kann das Ziel eines Übereinstimmens
bzw. Abgleichens des Abstandhalterabdrucks mit der Form des operativ
teilentfernten Knochens mit oder ohne Erhöhen des Prothesenspalts für größere Prothesenkomponenten
erreicht werden.