CN105007839A - 医疗工具系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医疗工具系统(1)，用于制备在骨头的关节面中的梯形凹部，具有：围绕工具轴线(7)可旋转驱动的铣削工具(2)，其具有圆周侧作用的铣削刀(6)以及在相对于工具轴线(7)的轴向端部处作用的铣削刀(6)；以及可固定在关节面处的模板部(3)，用于引导铣削工具(2)，其中，设置限制铣削工具(2)的进入深度的挡块(10、19)，该医疗工具系统被设计成，通过其也可在空间狭窄的情况下简单且可靠在骨头的关节面中实现截面呈梯形的凹部。为实现该目的提出，模板部(3)具有带有滑座引导部(12)的基本件(4)以及可在滑座引导部(12)中在两个端部挡块之间沿着位于导向面中的导轨运动的滑座(5)，其中，在滑座(5)中构建倾斜于导向面延伸的引导通道(18)，用于以下述方式横向于工具轴线(7)引导地容纳铣削工具(2)，即，铣削工具(2)可自由地围绕工具轴线(7)旋转。

Description

医疗工具系统

技术领域

本发明涉及一种医疗工具系统，用于制备在骨头的关节面中的梯形凹部，具有本发明的特征。

背景技术

长久以来通常在外科校正手术领域中，磨损的、硬化的或通过其他病变而损伤的关节完全或部分地被假体植入物代替。因此，特别地当今由相应的植入物代替膝关节，如使用人造髋关节或髋关节部分用于外科校正的标准手术方案。在此，在过去基于关节缺陷的严重程度形成了完全不同的技术和手术方法。除了完全代替假体，其中，例如在磨损的膝关节的情况下，即在股骨的区域中也在胫骨的区域中，关节面以及相邻的骨头部分完全由人造的植入物部分代替，当今科技和形势也在可能得到保留天然骨头材料的情况下，仅部分地代替磨损的关节面。因此，例如有植入物系统，在其中在膝关节中仅部分假体代替胫骨侧关节面的两个骨节中的一个，而保留另一个骨节，且也仅在被代替的、相对以人造植入物提供的骨节面的股骨部分的一侧上放置关节的人造工作面。

这样的部分假体通常以条形或其他成形的凸起被锚定在骨头中，例如具有所谓的嵌板(Finne)。该嵌板在此通常被构建成在截面中呈梯形，该嵌板以一定的量被压入在骨头材料中相应实现的凹部或清除出的槽中。然而，这样的固定机构不仅用在部分植入物的情况下，也应用于其他在骨头上待固定的植入物，也用于整体代替假体。

当放置完好的部分替代假体时，也在手术的情况下，注意尽可能地保留且无损伤地留下包围关节区域的软组织，特别是韧带。相应地尽可能小地分离天然关节，从而在此减小负荷且进行再生和康复过程，尽可能地保留通过天然软组织产生的关节稳定性。因此，必须构建相应的工具系统，使得其也可用在小的缝隙空间中，然而在此足够精确地起作用，通过该工具系统必须实现损伤骨头中的结构，且假体部分被固定在其中。

而早期更多地依赖手术医生的技巧和熟练的技能，来徒手制备针对代替磨损关节区域的相关骨头的关节面，现在找到更多的工具技术的辅助物，从而在此简化手术医生的工作，提供可靠且精确地布置和构建所要求的结构。

因此，已知用于清除骨头材料的工具系统，其中，模板与铣削共同作用，从而可实现预定形状和深度的凹部。

在DE 603 20 485 T2中公开了一种这样的用于铣削预定轮廓的凹部的工具系统。在此，在板形模板中在引导缝中引导地插入铣削工具，其具有设置有半径的铣削头，且根据给定的引导而清除出盒状自由空间。类似地，在DE 195 01 550 A1中公开了一种具有模板引导部和铣削工具的系统。

在DE 60 2004 013 383 T2中公开了一种系统，具有模板和在其中引导的铣削工具，用于制备膝盖假体的骨节面。在此示出的装置中，铣刀的旋转轴基本正交地向上引导，需要大的自由空间，使得在手术期间和制备阶段，膝盖的股骨部分必须被复位，目的在于保留关节的软组织，特别是韧带，在此特别是十字韧带，这无法相互一致。

此外，在市场上已知植入物系统，用于部分地代替膝盖，具有在一侧待代替的骨节面和同样在一侧在股骨处待放置的关节面植入物，其由美国公司Stryker Corporation以商标EIUSTM出售。对于该植入物系统设置制备工具，其中，在待处理的胫骨骨节面中构建梯形凹部。对此。给出具有板件的模板部，其具有与板件固定连接的、具有矩形截面的管部分，所述管部分形成工具通道，所述工具通道与板的面大致倾斜45°。为构建梯形凹部，在该通道中首先置入孔模板，且将减弱孔置于骨头材料中。然后取出钻头，且因此被穿孔的骨头通过同样通过通道被置入的清除刀具完成清除以构建凹部，在该凹部中置入骨节植入物的嵌板。该工具系统一方面是多部分的，且由此用于构建凹部的伴随方法是繁琐的。在此，首先必须以不同的工具产生孔，且然后进行最终清除凹部。该方式耗费宝贵的手术时间，且此外导致在手术接合期间需要清洁和消毒大量的部件和器械。

发明内容

在此，本发明的目的在于，简化以及改进医疗工具系统，通过其也可在空间狭窄的情况下简单且可靠在骨头的关节面中实现呈梯形的凹部。特别地，该工具系统应适用于将这样的梯形凹部置于膝关节的胫骨部分的骨节面中，例如用于准备将部分替代假体置于所述区域中。

本发明的目的将通过具有本发明特征的医疗工具系统实现。该新型的工具系统的有利扩展方案呈现在实施方案中。

根据本发明，该新型的医疗工具系统用于制备在骨头的关节面中的梯形凹部(这首先与已知的可比较的工具系统一致)，其具有围绕工具轴线可旋转驱动的铣削工具，所述铣削工具包括圆周侧作用的铣削刀以及在相对于工具轴线的轴向端部处作用的铣削刀。此外，该医疗工具系统(且这也与已知的可比较的工具系统一致)具有可固定在关节面处的模板部，用于引导铣削工具，设置限制铣削工具的进入深度的挡块。

现在，根据本发明的工具系统的特别之处在于，模板部包括带有滑座引导部的基本件，且此外，可在滑座引导部中在两个端部挡块之间沿着位于导向面中的导轨运动的滑座。此外根据本发明，在滑座中构建用于容纳铣削工具的引导通道。在该引导通道中，横向于工具轴线地引导容纳在其中的铣削工具，即，其不可在横向于工具轴线的方向上相对于引导通道移动。然而，在引导通道中，铣削工具可自由地围绕工具轴线旋转且在轴向方向上运动。

根据本发明的工具系统例如可以用于在膝关节的胫骨部分的骨节面处构建梯形凹部，对此是特别适用的。在制备骨节面以放置假体植入物时，其首先在横向于胫骨的纵轴线被引导的切口中且在横向与该切口被引导的分开切口中这样地被制备，即，在此出现平台。在该平台中置入梯形凹部，在该凹部中可压入相应的植入物的锚定凸起，在此典型地被称为嵌板(Finne)。对此在制备平台之后，在出现的面上放置根据本发明的工具系统的模板部的基本件且特别被固定。在基本件上，在滑座引导部中，在这两个端部挡块之间可来回移动的滑座现在可在这两个端部挡块之间来回滑动，在微创外科手术技术中提供相应的空间。通过滑座中的引导通道置入铣削工具且旋转。在此，铣削工具切削到骨头表面中，这在相对于导向面的引导通道的倾斜位置的预设角度下发生。通过滑座的来回运动及在引导通道中最大直至挡块的铣削工具的前后运动，在铣削工具同时旋转的情况下，清理出相应的凹部。所述挡块防止铣削工具过深地进入骨头，且确定凹部的深度。由此，铣削工具既在切线方向上也在轴向端部方向上具有作用的铣削刀，其清理出在通过铣刀的轴向端部形成的侧壁处的凹部，其在滑座最大程度地在铣削工具的进刀方向上在滑座引导部中运动直至端部挡块，且铣削工具直至挡块被置于引导通道中时平滑且干净地出现。此时，在滑座上的引导通道的倾斜位置特别是这样，将背对导向面的部分设置在前端的，即在手术期间，滑座的近侧待放置端部处。由此，在滑座上出现引导通道的一类楔形，具有在天然膝关节的远端方向上的更小的高度，使得在此所需要的作业高度最小，在手术期间典型在此被移动的膝关节的其他部分，即，具有柔软部分的，特别是具有韧带的股骨，不干扰该过程，可相应地保持材料地(substanzerhaltend)被处理。

不同于例如供应商Stryker公司的已知系统中的，在此通过单个工具，即，铣削工具完成对凹部的整个清除，且不必利用骨头钻头完成准备工作以及利用凿刻工具完成最终清除。

如根据本发明的扩展方案提出的，有利的是将基本件构建成板形且平的。通过板形且平的设计，基本件非常好地匹配根据骨节切口的典型平的预备面。除此之外，通过板形的基本件可实现特别小的结构高度，这在最小接合到天然关节结构的上述目的方面是有利的。在此，板形的基本件的强度基本这样选择，即，尽可能足够稳定且精确地引导滑座，同时，设置尽可能小的强度。

在根据本发明的工具系统中，在基本件中的滑座引导部可以由直线延伸的长形开槽形成是有利的，在所述长形开槽中容纳引导滑座的引导凸起。一方面，这样的滑座引导部在技术上可简单实现且容易操作，另一方面，其对于构建直线延伸的、在截面中呈梯形的凹部是理想的引导部。在此，凹部的梯形由于轴线相对于凹部的基底以及也相对于根据骨节切口保留的平的表面而倾斜设置的铣削工具的轴的位置而出现。前分界面由于该轴线位置是倾斜的，后分界面由于作用在轴向端部的铣削刀而构建为倾斜的，这是特别的，当铣削加工时，作用在基于工具轴线的轴向端部处的铣削刀铣削表面，所述表面基本平的且正交于旋转轴线时。在最简单的情况下，铣刀具有圆柱形的外轮廓，具有基本正交于工具轴线延伸的自由轴向端部，以及具有沿着圆周的且在前端部处的铣削边缘或铣刀。

引导通道有利地相对于导向面倾斜30°至60°的角，特别倾斜40°至50°的角，其中，特别优选地，倾斜45°的角。所述角度范围产生铣削工具的这样的倾斜位置，在考虑到长的待与铣削驱动部连接的铣削轴的情况下，不再干扰且空间交错地接合到原本关节区域中，即，在所述区域中，具有待处理的关节面的骨头的针对手术在一边放置的合作骨头(Partnerknochen)，以及关节的软组织。在此，本发明的解决方案明显不同于DE 60 2004 013 383 T2的，由于铣刀轴的正交引导部，本发明具有显著的空间要求。

特别优选地，在此45°角，因为通过该角度实现梯形凹部，其侧面的倾斜延伸的分界面两个都在45°的角下延伸。第一个跟随工具轴线相对于导向面的倾斜；第二个侧面相应地翻转倾斜90°，即在另一朝向上相对于引导面倾斜45°。该90°的差别由铣削工具的设计引起，所述铣削工具在其轴向端部处有效地铣削正交于工具轴线延伸的面部分。

根据本发明的另一有利扩展方案，引导通道可设置在滑座的管形部分中，所述滑座包括上边缘。在该扩展方案中，所述铣削工具具有横向于旋转轴线突出的凸缘。管形部分的边缘和凸缘在此共同形成挡块，通过该挡块，限制铣削工具在引导通道中的进入深度，且由此限制在骨头材料中的工作深度，从而确定梯形凹部的深度且精确停止。

针对模板部的简单清洁和消毒，滑座和基本件有利地彼此可拆卸地连接。这特别避免在运动连接的区域中出现的空隙要求进行的清洁或消毒。

为将模板部固定在待处理的骨头处，且由此保持在模板部以及在与其共同作用的铣削工具的帮助下的待被置入骨头中的凹部的位置，优选地，模板部的基本件可包括销孔。这样的销孔是通孔，通过所述通孔，固定销或螺栓、所谓的插销或螺栓销可被置于之前被置入骨头中的钻孔中。这种销是完全已知的，且大范围地在外科手术中用于固定辅助装置和工具引导部。

针对正确放置模板部时简单的定位，可在基本件处构建手持部。

在上文中清楚的是，利用根据本发明的工具系统可通过简单的方式非常精确且快速地将梯形凹部置入骨头的关节面中，对此不需要使用不同的工具。这可根据引导通道相对于导向面的倾斜位置也在空间狭窄的情况下进行，如其在下述情况下特别是主要的，即，当手术时，应尽可能保持材料的完整，特别是在保护关节的软组织的情况下，例如待处理的膝关节的十字韧带。

附图说明

根据附图在下文对实施例的描述中给出本发明的其他优点和特征。附图中：

图1以三维分解图示出根据本发明的医疗工具系统，在实施例中用于制备骨头的关节面中的在截面中呈梯形的凹部；

图2示出图1中的在组装状态下的医疗工具系统；

图3以侧视图示出图2中的工具系统，其具有位于后面端部位置中的滑座；

图4以可与图3比较的视图示出图1中的工具系统，其具有前面端部位置中的滑座；

图5为仰视图示出图1中的医疗工具系统，且与此相比较地示出具有在截面中呈梯形的固定嵌板的治疗植入物部分的下侧；

图6以侧面处的叠加的比较视图示出图1中的医疗工具系统以及其后的在截面中的植入物部分呈梯形的嵌板，其中，在该图中滑座位于其后挡块位置；

图7以可比较图6的视图示出医疗工具系统，具有在前挡块位置的滑座，且再次与嵌板的视图叠加；

图8以透视图示出医疗工具系统，用于制备在解剖之前的膝关节的胫骨平台上的截面中呈梯形的凹部；

图9在此以侧视图示出图8中所示的由另一视角构成的情况和布置。

具体实施方式

在附图中示出根据本发明的工具系统的可能实施例，且下文中根据附图详细描述。

根据本发明的工具系统在附图中一般以1表示，且包括旋转驱动的铣削工具2以及模板部3。所述模板部3在其侧面以两部分形成，具有基本件4以及可固定在基本件4处在两个挡块点之间的行进方向上可行进的滑座5。

铣削工具2被构建成在轴向方向上延伸，且在清除端部处包括铣削刀6，一方面，其作用在圆周侧；另一方面，也在其最前端部处沿着清除面发挥面清除作用，该清除面基本正交于铣削工具2的纵轴线7。铣削工具2在其对置于具有铣削刀6的清除端部的端部处包括接合接头(Kupplungsanschluss)8，用于连接旋转驱动部。圆柱部9从被铣削刀6占据的清除端部在具有接合接头8的端部的方向上延伸至管形环绕的加厚部10，其中，其直径大于圆柱部9的直径。

如已经实施的模板部3被构建成两部分，由基本件4和在该基本件4处可拆卸地固定，且在固定状态下在滑座引导部中被引导的滑座5构成。基本件4被构建成板形的，具有手持部11，基本件可在其处被使用和保持。此外，该基本件具有长形开槽12，其通过具有相对于槽宽度更宽的直径的圆通孔13在位置上被打通。在被构建成大致半圆形的倚靠部(Auflageabschnitt)14中构建工具通过凹部15。此外，在基本件4处总共设置四个销孔16。

滑座5在其下侧上包括引导销，其以圆形的阻挡盘17结束。该圆形阻挡盘17的直径大致对应于圆通孔13的直径，使得阻挡盘17可被引导通过圆通孔13，从而将滑座的引导销置入长形开槽12中，用于纵向引导滑座5，且在此在除下述位置的所有位置上锁定，即，在所述位置上阻挡盘17和圆通孔13精确地平齐。

滑座5处构建引导通道18，其通过具有环形边缘19的引导开口以及连接到其上的、具有环形的圆柱形的壁的通道构成。引导通道18的直径基本对应于圆柱部9的直径，使得铣削工具2以其前端配备有铣削刀6的清除端部被置入引导通道18中，且可在其中可靠被引导地旋转。在此，引导通道18这样地被校准，即，其倾斜于由长形开槽12的纵曲线形成的滑座引导部轴线，特别倾斜大致45°的角。在滑座5背向手持部11的前侧处，在引导通道18的延长部设置护板部20，其用于在使用工具系统1中在该区域中盖住铣削刀6，特别在将铣削工具2以其前端清除端部导入引导通道18中时，避免不期望地损伤待保护的周围的组织或骨头部分。

在图2中以可比较的透视图示出组装状态下的在图1中以分解图示出的工具系统1。在此可很好地看到，在引导通道18中的在引导开口处的环形边缘19与铣削工具2处的环形加厚部10共同形成限制铣削工具2的配备有铣削刀6的清除端部的进入深度的挡块。

在图3中以侧视图示出，如何利用滑座5在通过长形开槽12的后端部限制的挡块位置上，且在铣削工具2最深没入引导通道中时，其具有铣削刀6的清除端部直至作业深度突出超过被构建成板的基本件4的面。在此，也可以看到在板面与铣削工具2的纵轴线7之间包括的角度α，且在此，优选为45°。

在图4中，在可比较图3的位置上示出在下述位置上的医疗工具系统1，在该位置上，滑座5位于端挡块位置前，其通过长形开槽12的前端部确定。

在图5中以仰视图示出工具系统1的上部视图。在此，可很好地看到，具有配备有铣削刀6的清除端部的铣削工具2如何从基本件4的倚靠部14中的工具通过凹部15凸出。在此还可以看到，通过利用阻挡盘17保持的销在长形开槽12中的共同作用而引导滑座5。在同一图中，在下部视图中(同样以仰视图)示出具有被在截面中构建呈梯形的嵌板F的植入物部分I，以及用于植入物部分I的锚定件，该锚定件被构建成用于将植入物部分固定在骨头处。医疗工具系统1用于，将基本对应于嵌板F的形状的凹部置于骨头中或从骨头材料中清除出。

图6和7在此再一次很好地示出，如何在实践中进行。在此，在根据图3和4的视图的相对侧的侧视图中，即，从侧向开放的工具进入凹部15上看，以局部视图和具有嵌板F的在植入物部分I之前的视图示出工具系统1。在图6中示出在最大拉回位置上的具有滑座5的系统。在此可以看到，铣削工具2的配备有铣削刀6的清除端部的在该图右下处示出的圆周曲线基本跟随嵌板F在该区域中的曲线。在图7所示的位置上，基本正交于铣削工具2的纵轴线延伸的清除端部的前端面重叠嵌板F的侧壁，铣削刀6在该前端面上同样研磨作用。因此可很好地理解，通过引导铣削工具通过在下述位置上的引导通道可产生穿刺口，在所述位置上滑座最大地被拉回，该穿刺口直至到达待放置的凹部的对应于嵌板F的下边缘的基部上。现在，通过来回推动或拉动滑座5清除出在截面中呈梯形的对应嵌板F的外轮廓的凹部。

在图8和9中，以两个不同的视图示出这样的在实际中的使用。在此示出，如何使用针对膝盖部分替代假体所提供的工具系统1，其在此用于构建相应的凹部，以锚定植入物部分。在此，可以看到股骨Fe的远端部及胫骨Ti的近端部。在胫骨Ti的近端部处，一侧地在通过水平切口前实现平台，工具系统1的基础部分4利用其倚靠部14被置于该平台上。在此，首先一次地将基础部分4对应于待置入的凹部的位置定向，且通过将一个或多个保持销(Haltepins)插入销孔16中的一个或多个直至进入骨头固定在该位置上(未示出)。然后，放置滑座5，且固定在基本件4处，在用于纵向引导的长形开槽中，且通过引导通道将铣削工具2引导进入滑座5，且通过来回运动滑座5连同被导入直至挡块的铣削工具2，精确地植入截面中呈梯形的凹部。在图8和9中也可特别好地看到，由于引导通道的角度位置，铣削工具2以其轴线可靠地从下述区域中凸出，在该区域中，在胫骨Ti与股骨Fe之间留出特别小的缝隙。由此，对于股骨Fe的手术不必如通常一样与胫骨Ti分开很大距离，使得手术可能损伤软组织，特别是在保留天然韧带、特别是十字韧带的情况下。通过滑座的楔形，在其面对倚靠部14的区域中，在此空间需求特别小。还可以看到，由于护板部20在此可靠地屏蔽具有铣削刀的铣削工具2的清除端部，所以，在用铣削工具2工作时，护板部20在此可以避免无意地损伤股骨Fe或相邻的软组织。

所示的实施例不应被理解成限制性的，而仅示出根据本发明的医疗工具系统的多种可能实现方式。

附图标记说明

1   医疗工具系统

2   铣削工具

3   板部

4   基本件

5   滑座

6   铣削刀

7   纵轴线

8   接合接头

9   圆柱部分

10  环形加厚部

11  手持部

12  长形开槽

13  圆通孔

14  倚靠部分

15  工具通过凹部

16  销孔

17  阻挡盘

18  引导通道

19  环形边缘

20  护板部

α  角度

F   嵌板

Fe  股骨

I   植入物部分

Ti  胫骨

Claims (9)

1.一种医疗工具系统，用于制备在骨头(Ti)的关节面中的梯形凹部，具有：围绕工具轴线(7)可旋转驱动的铣削工具(2)，所述铣削工具包括圆周侧作用的铣削刀(6)以及在相对于工具轴线(7)的轴向端部处作用的铣削刀(6)；以及可固定在关节面处的模板部(3)，用于引导铣削工具(2)，其中，设置限制铣削工具(2)的进入深度的挡块(10、19)，其特征在于，模板部(3)包括带有滑座引导部(12)的基本件(4)以及可在滑座引导部(12)中在两个端部挡块之间沿着位于导向面中的导轨运动的滑座(5)，其中，在滑座(5)中构建倾斜于导向面延伸的引导通道(18)，用于以下述方式横向于工具轴线(7)引导地容纳铣削工具(2)，即，铣削工具(2)可自由地围绕工具轴线(7)旋转。

2.根据权利要求1所述的工具系统，其特征在于，基本件(4)被构建成板形且平的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于，基本件(4)中的滑座引导部(12)通过直线延伸的长形开槽形成，在所述长形开槽中容纳引导滑座(5)的引导凸起。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于，引导通道(18)相对于导向面倾斜30°至60°的角，特别倾斜40°至50°的角，特别优选地，倾斜45°的角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于，在铣削加工时，作用在基于工具轴线(7)的轴向端部处的铣削刀(6)铣削表面，所述表面基本平的且正交于工具轴线(7)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于，引导通道(18)被设置在滑座(5)的管形部分中，其所述滑座包括上边缘(19)，且所述铣削工具(2)具有横向于工具轴线突出的凸缘(10)，其中，边缘(19)和凸缘(10)共同形成挡块(10、19)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于，滑座(5)与模板部(3)的基本件(4)可拆卸地相互连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于基本件(4)中的销孔(16)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工具系统，其特征在于基本件(4)处的手持部(11)。