DE20303643U1

DE20303643U1 - Surgical positioning and holding device, comprising pivoted tool guiding device for precise preparation of particular bone area

Info

Publication number: DE20303643U1
Application number: DE20303643U
Authority: DE
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2013-03-01

Abstract

The positioning device (10) comprises two frame parts, the holding frame (14) and the bearing frame, both designed with L-shaped lateral areas (18), which can be rotated around a bolt (22) guided through both frame parts. A sleeve, holding the surgical tool (88), is swivel mounted to the rear of the bearing frame and can be swiveled to the sides as well as back and forth, facilitating a precise guidance of the tool (88, 90).

Description

Chirurgische Positionier- und HaltevorrichtungSurgical positioning and holding device

Die vorliegende Erfindung betrifft eine chirurgische Positionier- und Haltevorrichtung zum Positionieren und Halten einer Führung für ein chirurgisches Bearbeitungswerkzeug, mit mindestens einem Befestigungselement zum Fixieren in einem zu bearbeitenden Knochen und mit einer an dem mindestens einen Befestigungselement gehaltenen Plattform zum Halten der um eine erste Drehachse drehbar gelagerten Führung.The present invention relates to a surgical positioning and holding device for positioning and holding a guide for a surgical processing tool, with at least one fastening element for fixing in a bone to be processed and with a platform held on the at least one fastening element for holding the guide rotatably mounted about a first axis of rotation.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise bei Gelenkoperationen verwendet, bei denen Teile eines beschädigten Gelenks durch künstliche Gelenkteile ersetzt werden. Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung mit dem mindestens einen Befestigungselement an dem zu bearbeitenden Knochen fixiert und eine Verankerungsfläche für das künstliche Gelenkteil mittels eines in der Führung geführten Bearbeitungswerkzeugs präpariert. Dabei werden insbesondere ebene Verankerungsflächen an Knochen durch teilweise Resektion geformt. Ein Beispiel zum Präparieren einer sphärischen Verankerungsfläche ist in der US 5,314,482 beschrieben. Nachteilig dabei ist, daß das Bearbeitungswerkzeug von vorn an den zu bearbeitenden Knochen herangeführt werden muß, was ein vollständiges Eröffnen des beschädigten Gelenks erforderlich macht.Such devices are used, for example, in joint operations in which parts of a damaged joint are replaced by artificial joint parts. For this purpose, the device is fixed to the bone to be worked on with the at least one fastening element and an anchoring surface for the artificial joint part is prepared using a processing tool guided in the guide. In particular, flat anchoring surfaces on bones are formed by partial resection. An example of preparing a spherical anchoring surface is described in US 5,314,482. The disadvantage here is that the processing tool has to be brought up to the bone to be worked on from the front, which makes it necessary to completely open the damaged joint.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine chirurgische Positionier- und Haltevorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß Verankerungsflächen an einem zu bearbeitenden Knochen auf einfache Weise mit hoher Präzision präpariert werden können.It is therefore an object of the present invention to improve a surgical positioning and holding device of the type described above in such a way that anchoring surfaces on a bone to be worked on can be prepared in a simple manner with high precision.

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Diese Aufgabe wird bei einer chirurgischen Positionier- und Haltevorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führung um eine erste Drehachse drehbar gelagert und derart ausgebildet ist, daß mit dem in der Führung geführten oder an dieser gehaltenen Bearbeitungswerkzeug mindestens eine zur ersten Drehachse konzentrische Fläche präparierbar ist.This object is achieved according to the invention in a surgical positioning and holding device of the type described at the outset in that the guide is mounted so as to be rotatable about a first axis of rotation and is designed such that at least one surface concentric with the first axis of rotation can be prepared with the processing tool guided in the guide or held on it.

Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich auf einfachste Weise zylindrische Oberflächen an einem Knochen präparieren. Durch die besondere Orientierung der Drehachse ist es möglich, beispielsweise an einem Femur eine Kondyle von lateral oder medial kommend zu bearbeiten. Eine komplette Eröffnung des zu bearbeitenden Gelenks ist daher nicht erforderlich, vielmehr läßt sich ein solcher chirurgischer Eingriff auch minimalinvasiv oder durch eine Miniarthrotomie ausführen.With such a device, cylindrical surfaces on a bone can be prepared in the simplest way. The special orientation of the axis of rotation makes it possible, for example, to work on a condyle on a femur from the lateral or medial side. A complete opening of the joint to be worked on is therefore not necessary; rather, such a surgical procedure can also be carried out minimally invasively or through a mini-arthrotomy.

Um einen besonders sicheren Halt der Vorrichtung am zu bearbeitenden Knochen zu gewährleisten, ist es günstig, wenn ein zweites Befestigungselement zum Fixieren in dem zu bearbeitenden Knochen vorgesehen ist und wenn das zweite Befestigungselement an der Plattform geführt und/oder gehalten ist.In order to ensure a particularly secure hold of the device on the bone to be treated, it is advantageous if a second fastening element is provided for fixing in the bone to be treated and if the second fastening element is guided and/or held on the platform.

Um die Plattform auf einfache Weise mit dem mindestens einen Befestigungselement zu verbinden, kann die Plattform mindestens eine Befestigungselementaufnahme zum Aufnehmen des mindestens einen Befestigungselements aufweisen. Das Befestigungselement kann in die Befestigungselementaufnähme eingeführt und in dieser wahlweise zusätzlich gegen eine Relativbewegung gesichert werden.In order to connect the platform to the at least one fastening element in a simple manner, the platform can have at least one fastening element receptacle for receiving the at least one fastening element. The fastening element can be inserted into the fastening element receptacle and optionally additionally secured therein against relative movement.

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Eine besonders einfache Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich, wenn die mindestens eine Befestigungselementaufnahme eine Bohrung umfaßt. Insbesondere kann es sich dabei um eine Sacklochbohrung handeln.A particularly simple design of the device is obtained if the at least one fastening element receptacle comprises a bore. In particular, this can be a blind hole.

Um die Plattform auf einfache Weise mit mehreren Befestigungselementen zu verbinden, ist es vorteilhaft, wenn Längsachsen von mindestens zwei Befestigungselementaufnahmen parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Plattform kann dann auf in dem zu bearbeitenden Knochen festgelegte Befestigungselemente in Richtung der Längsachsen in oder auf die Befestigungselementaufnahmen geführt werden.In order to easily connect the platform to several fastening elements, it is advantageous if the longitudinal axes of at least two fastening element receptacles are aligned parallel to each other. The platform can then be guided in the direction of the longitudinal axes into or onto the fastening element receptacles of fastening elements fixed in the bone to be worked on.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Längsachsen der mindestens zwei Befestigungselementaufnahmen parallel oder nahezu parallel zu der ersten Drehachse verlaufen. Wird beispielsweise das mindestens eine Befestigungselement navigationsgestützt im zu bearbeitenden Knochen verankert, läßt sich so eine Richtung der ersten Drehachse genau oder grob vorgeben.According to a preferred embodiment of the invention, it can be provided that the longitudinal axes of the at least two fastening element receptacles run parallel or almost parallel to the first axis of rotation. If, for example, the at least one fastening element is anchored in the bone to be worked on with the aid of navigation, a direction of the first axis of rotation can be specified precisely or roughly.

Vorteilhaft ist es, wenn an der Plattform eine Lagerwelle vorgesehen ist und wenn die Lagerwelle die erste Drehachse definiert. Die erste Drehachse ist auf diese Weise optisch sofort erkennbar. Die Lagerwelle kann relativ zur Plattform beweglich oder an dieser feststehend angeordnet sein.It is advantageous if a bearing shaft is provided on the platform and if the bearing shaft defines the first axis of rotation. The first axis of rotation is immediately visually recognizable in this way. The bearing shaft can be movable relative to the platform or fixed to it.

Um eine Feinjustage der ersten Drehachse relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement zu gestatten, ist die Lagerwelle relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement in einer ersten Verschieberichtung an derIn order to allow a fine adjustment of the first axis of rotation relative to the at least one fastening element, the bearing shaft is mounted relative to the at least one fastening element in a first displacement direction on the

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Plattform verschiebbar gelagert. Die erste Verschieberichtung kann beliebig gewählt werden, insbesondere parallel oder quer zur ersten Drehachse.Platform mounted so that it can be moved. The first direction of movement can be chosen arbitrarily, in particular parallel or perpendicular to the first axis of rotation.

Zur Feineinstellung der ersten Drehachse relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement, kann die Lagerwelle relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement in einer zweiten Verschieberichtung an der Plattform verschiebbar gelagert sein. Insbesondere können die erste und die zweite Verschieberichtung rechtwinklig zueinander orientiert sein.For fine adjustment of the first axis of rotation relative to the at least one fastening element, the bearing shaft can be mounted on the platform so as to be displaceable relative to the at least one fastening element in a second displacement direction. In particular, the first and second displacement directions can be oriented at right angles to one another.

Eine Relativposition der ersten Drehachse zu dem mindestens einen Befestigungselement ist für einen dritten Freiheitsgrad justierbar, wenn die Lagerwelle relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement um eine zweite Drehachse an der Plattform schwenkbar gelagert ist. Damit läßt sich ein Neigungswinkel der ersten Drehachse relativ zu einer Längsachse des mindestens einen Befestigungselements verstellen.A relative position of the first axis of rotation to the at least one fastening element is adjustable for a third degree of freedom if the bearing shaft is pivotably mounted on the platform about a second axis of rotation relative to the at least one fastening element. This allows an angle of inclination of the first axis of rotation to be adjusted relative to a longitudinal axis of the at least one fastening element.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite Drehachse rechtwinklig zueinander orientiert. Dadurch läßt sich die erste Drehachse relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement neigen, so daß die zu präparierende Fläche am zu bearbeitenden Knochen relativ zu einer Längsachse des mindestens einen Befestigungselements geneigt sein kann.Preferably, the first and second axes of rotation are oriented at right angles to one another. This allows the first axis of rotation to be inclined relative to the at least one fastening element, so that the surface to be prepared on the bone to be worked on can be inclined relative to a longitudinal axis of the at least one fastening element.

Ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung ergibt sich, wenn diese einen um die erste Drehachse drehbar gelagerten Gelenkarm umfaßt, wenn ein Ende des Gelenkarms an der Lagerwelle um die erste Drehachse drehbar gelagert ist und wenn ein anderes Ende des Gelenkarms die Führung trägt. Mit einemA particularly simple construction of the device is obtained if it comprises an articulated arm that is rotatably mounted about the first axis of rotation, if one end of the articulated arm is mounted on the bearing shaft so that it can rotate about the first axis of rotation and if another end of the articulated arm carries the guide. With a

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derartigen Gelenkarm läßt sich auf besonders einfache Weise eine zirkelartige Konstruktion der Vorrichtung verwirklichen.Such an articulated arm makes it particularly easy to create a circular construction of the device.

Einen besonders guten Halt und eine besonders gute Führung des Bearbeitungswerkzeugs an der Vorrichtung ergibt sich, wenn die Führung eine Hülse zum Aufnehmen des Bearbeitungswerkzeugs umfaßt. Beispielsweise kann ein Bearbeitungswerkzeug in Form eines Fräsers oder eines Bohrers nahezu spielfrei in der Hülse geführt werden, so daß zylindrische Flächen am Knochen hochpräzise präpariert werden können.
10A particularly good hold and guidance of the processing tool on the device is achieved if the guide includes a sleeve for holding the processing tool. For example, a processing tool in the form of a milling cutter or a drill can be guided in the sleeve with almost no play, so that cylindrical surfaces on the bone can be prepared with high precision.
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Günstig ist es, wenn die Hülse am Gelenkarm rotierbar gelagert ist. Dadurch läßt sich ein Verschleiß der Vorrichtung verringern. Vorteilhafterweise ist die Hülse am Gelenkarm kugelgelagert.It is advantageous if the sleeve is mounted on the articulated arm so that it can rotate. This reduces wear and tear on the device. The sleeve on the articulated arm is advantageously mounted on ball bearings.

Auf einfache Weise läßt sich die erste Drehachse relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement in ihrer Position variieren, wenn an der Plattform ein erster Linearantrieb vorgesehen ist zum Verschieben der Lagerwelle relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement in der ersten Verschieberichtung. The position of the first axis of rotation relative to the at least one fastening element can be varied in a simple manner if a first linear drive is provided on the platform for displacing the bearing shaft relative to the at least one fastening element in the first displacement direction.

Ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung ergibt sich, wenn der erste Linearantrieb ein Spindeltrieb mit einer ersten Gewindespindel und einem ersten Antriebsknopf ist und wenn eine Längsachse der ersten Gewindespindel die erste Verschieberichtung definiert. Für einen Spindeltrieb wird nur eine minimale Zahl an Bauteilen benötigt, wodurch die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht wird.A particularly simple structure of the device is obtained if the first linear drive is a spindle drive with a first threaded spindle and a first drive knob and if a longitudinal axis of the first threaded spindle defines the first displacement direction. Only a minimal number of components are required for a spindle drive, which simplifies the construction of the device.

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Vorteilhaft ist es, wenn an der Plattform ein zweiter Linearantrieb vorgesehen ist zum Verschieben der Lagerwelle relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement in der zweiten Verschieberichtung. Mit dem zweiten Linearantrieb läßt sich eine Position der ersten Drehachse relativ zum mindestens einen Befestigungselement auf einfache Weise verstellen.It is advantageous if a second linear drive is provided on the platform for moving the bearing shaft relative to the at least one fastening element in the second direction of movement. The second linear drive can be used to easily adjust a position of the first axis of rotation relative to the at least one fastening element.

Zur Vereinfachung einer Konstruktion der Vorrichtung ist es günstig, wenn der zweite Linearantrieb ein zweiter Spindeltrieb mit einer zweiten Gewindespindel und einem zweiten Antriebsknopf ist und wenn eine Längsachse der zweiten Gewindespindel die zweite Verschieberichtung definiert.To simplify a construction of the device, it is advantageous if the second linear drive is a second spindle drive with a second threaded spindle and a second drive knob and if a longitudinal axis of the second threaded spindle defines the second displacement direction.

Um den Aufbau der Vorrichtung besonders kompakt zu gestalten, kann die Längsachse der zweiten Gewindespindel die zweite Drehachse definieren. Beispielsweise könnte die Gewindespindel als Lagerwelle für eine Schwenkbewegung um die zweite Drehachse dienen.In order to make the structure of the device particularly compact, the longitudinal axis of the second threaded spindle can define the second axis of rotation. For example, the threaded spindle could serve as a bearing shaft for a pivoting movement around the second axis of rotation.

Um eine Schwenkbewegung der ersten Drehachse relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement auf einfache Weise zu verwirklichen, kann an der Plattform ein Exzenterantrieb vorgesehen sein zum Verschwenken der Lagerwelle relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement um die zweite Drehachse.In order to easily realize a pivoting movement of the first axis of rotation relative to the at least one fastening element, an eccentric drive can be provided on the platform for pivoting the bearing shaft relative to the at least one fastening element about the second axis of rotation.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der Exzenterantrieb einen exzentrisch um eine dritte Drehachse gelagerten Drehkörper umfaßt und wenn die dritte Drehachse parallel zur zweiten Drehachse verläuft.A particularly simple construction results if the eccentric drive comprises a rotating body mounted eccentrically about a third axis of rotation and if the third axis of rotation runs parallel to the second axis of rotation.

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Beispielsweise bei Kniegelenksoperationen kann sich das Problem ergeben, daß die erste Drehachse so positioniert werden muß, daß sie einen Ansatzbereich von Seitenbändern, Muskeln, Sehnen oder diese selbst schneidet. Würde daher durch das mindestens eine Befestigungselement die erste Drehachse vorgegeben, hätte dies eine Beschädigung der Seitenbänder zur Folge. Daher ist es günstig, wenn das mindestens eine Befestigungselement von der Drehachse beabstandet ist. Insbesondere kann die Vorrichtung so ausgestaltet sein, daß die Befestigungselemente in einem vom Ansatzbereich der Seitenbänder entfernten Bereich des zu bearbeitenden Knochens angeordnet werden können, so daß keine Sehnen, Muskeln oder Bänder beschädigt werden. Trotzdem kann bei dieser Konstruktion die erste Drehachse Bänder oder dergleichen schneiden.For example, in knee joint operations, the problem can arise that the first axis of rotation must be positioned in such a way that it intersects an attachment area of collateral ligaments, muscles, tendons or the collateral ligaments themselves. If the first axis of rotation were to be defined by the at least one fastening element, this would result in damage to the collateral ligaments. It is therefore advantageous if the at least one fastening element is spaced apart from the axis of rotation. In particular, the device can be designed in such a way that the fastening elements can be arranged in an area of the bone to be worked on that is remote from the attachment area of the collateral ligaments, so that no tendons, muscles or ligaments are damaged. Nevertheless, with this design, the first axis of rotation can intersect ligaments or the like.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, wenn die Führung relativ zur Plattform in einer Drehstellung feststellbar ist. Die Führung kann dann je nach Ausgestaltung selbst eine Drehachse für ein Bearbeitungswerkzeug definieren, beispielsweise ein zylindrisch gekrümmtes Sägeblatt, mit welchem ebenfalls eine zylindrische Oberfläche an einem zu bearbeitenden Knochen präpariert werden kann.
20According to a preferred embodiment of the invention, it can be advantageous if the guide can be locked in a rotational position relative to the platform. Depending on the design, the guide can then itself define an axis of rotation for a processing tool, for example a cylindrically curved saw blade, with which a cylindrical surface can also be prepared on a bone to be processed.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Führung eine vierte Drehachse definiert. Auf diese Weise lassen sich mit entsprechenden Bearbeitungswerkzeugen, beispielsweise mit zylindrisch gekrümmten Sägeblättern, zur vierten Drehachse konzentrische Flächen an einem zu bearbeitenden Kochen präpanieren. It is particularly advantageous if the guide defines a fourth axis of rotation. In this way, surfaces concentric to the fourth axis of rotation can be prepared on a workpiece to be machined using appropriate processing tools, for example with cylindrically curved saw blades.

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Eine besonders kompakte Bauform ergibt sich, wenn eine Breite der Plattform in der zweiten Verschieberichtung maximal 30 mm beträgt. Damit eignet sich die Vorrichtung auch für minimal invasive Eingriffe.A particularly compact design is achieved when the width of the platform in the second displacement direction is a maximum of 30 mm. This makes the device suitable for minimally invasive procedures.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Abstand der Führung von der ersten Drehachse in einem Bereich von 15 mm bis 50 mm liegt. Damit lassen sich Krümmungsradien der zu bearbeitenden Oberfläche in dem angegebenen Bereich verwirklichen oder bei entsprechendem Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugs sogar noch kleinere. Außerdem wird so eine Baugröße der Vorrichtung verringert. It is advantageous if the distance between the guide and the first axis of rotation is in a range of 15 mm to 50 mm. This allows the radii of curvature of the surface to be machined to be within the specified range or, with the appropriate diameter of the machining tool, even smaller ones. This also reduces the size of the device.

Um die Vorrichtung besonders universell einsetzen zu können, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Satz unterschiedlich langer Gelenkarme vorgesehen sein und kann jeder Gelenkarm einen anderen Abstand zwischen der Drehachse und der Führung aufweisen. Je nach Größe des zu bearbeitenden Knochen kann ein optimal langer Gelenkarm ausgewählt und mit der Plattform zum Führen des Bearbeitungswerkzeugs verbunden werden.In order to be able to use the device in a particularly universal manner, a set of articulated arms of different lengths can be provided according to a preferred embodiment of the invention and each articulated arm can have a different distance between the axis of rotation and the guide. Depending on the size of the bone to be worked on, an articulated arm of the optimal length can be selected and connected to the platform for guiding the processing tool.

Von Vorteil ist es, wenn an der Vorrichtung ein Referenzelement zur Navigationskontrolle vorgesehen ist. Damit lassen sich navigationsgestützt Flächen an dem zu bearbeitenden Knochen präparieren. Insbesondere dann, wenn bereits das mindestens eine Befestigungselement navigationsgestützt an dem zu bearbeitenden Knochen verankert wird, kann eine Feinjustierung der ersten Drehachse relativ zu dem mindestens einen Befestigungselement unter Navigationskontrolle vorgenommen werden.It is advantageous if a reference element for navigation control is provided on the device. This allows surfaces to be prepared on the bone to be worked on with the aid of navigation. In particular, if the at least one fastening element is already anchored to the bone to be worked on with the aid of navigation, a fine adjustment of the first axis of rotation relative to the at least one fastening element can be carried out under navigation control.

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Günstig ist es, wenn die Führung in einer Richtung parallel zur ersten Drehachse relativ zur Plattform verschiebbar ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine weitere Einstellmöglichkeit der Führung relativ zu den Befestigungselementen. Insbesondere dann, wenn eine Verstellbarkeit der Lagerwelle relativ zu den Befestigungspins nicht oder nur erschwert möglich isst, läßt sich auf diese Weise die Führung in eine gewünschte Position bringen.It is advantageous if the guide can be moved relative to the platform in a direction parallel to the first axis of rotation. Such an arrangement enables further adjustment of the guide relative to the fastening elements. In particular, if it is not possible or only with difficulty to adjust the bearing shaft relative to the fastening pins, the guide can be brought into a desired position in this way.

Vorteilhaft ist es, wenn die von der Führung definierte vierte Drehachse rechtwinklig zur ersten Drehachse verläuft. Diese Anordnung ermöglicht es, einen Knochen mit einem Bearbeitungswerkzeug von vorn zu bearbeiten, beispielsweise mit einem Stirnfräser. Auf diese Weise läßt sich eine zur ersten Drehachse konzentrische Fläche herstellen.It is advantageous if the fourth axis of rotation defined by the guide runs at right angles to the first axis of rotation. This arrangement makes it possible to work on a bone from the front using a machining tool, for example with a face milling cutter. In this way, a surface concentric with the first axis of rotation can be produced.

Vorzugsweise schneiden sich die vierte und die erste Drehachse. Dadurch kann mit einem Ende eines Bearbeitungswerkzeugs direkt eine zur ersten Drehachse konzentrischen Bahn beschrieben werden.Preferably, the fourth and first axes of rotation intersect. This allows one end of a machining tool to directly describe a path concentric to the first axis of rotation.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the present invention serves to explain in more detail in conjunction with the drawing. In the drawings:

Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines an einem zu bearbeitenden Knochen festgelegten erfindungsgemäßen Ausrichtinstruments;Figure 1: a perspective view of an alignment instrument according to the invention fixed to a bone to be worked on;

Figur 2: eine laterale Ansicht des an dem zu bearbeitenden Knochen festgelegten Ausrichtinstruments;Figure 2: a lateral view of the alignment instrument fixed to the bone to be treated;

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Figur 3: eine Schnittansicht des Ausrichtinstruments;Figure 3: a sectional view of the alignment instrument;

Figur 4: eine Schnittansicht des Ausrichtinstruments längs Linie 4-4 in FigurFigure 4: a sectional view of the alignment instrument along line 4-4 in Figure

3;
53;
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Figur 5: eine Schnittansicht des Ausrichtinstruments längs Linie 5-5 in Figur 3;Figure 5: a sectional view of the alignment instrument taken along line 5-5 in Figure 3;

Figur 6: eine Schnittansicht ähnlich Figur 3 mit dem Ausrichtinstrument in einer verschwenkten Stellung;Figure 6: a sectional view similar to Figure 3 with the alignment instrument in a pivoted position;

Figur 7: eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Ausrichtinstruments;Figure 7: a perspective view of a second embodiment of an alignment instrument;

Figur 8: eine weitere perspektivische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels eines Ausrichtinstruments; undFigure 8: another perspective view of the second embodiment of an alignment instrument; and

Figur 9: eine Querschnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels eines Ausrichtinstruments.
20Figure 9: a cross-sectional view of the second embodiment of an alignment instrument.
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In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße chirurgische Positionier- und Haltevorrichtung dargestellt, welche ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Ausrichtinstrument und zwei Knochenpins 12 umfaßt.Figure 1 shows a surgical positioning and holding device according to the invention, which comprises an alignment instrument, designated overall by the reference numeral 10, and two bone pins 12.

Das Ausrichtinstrument 10 umfaßt zwei relativ zueinander schwenkbar gelagerte Rahmenteile, nämlich einen mit den Knochenpins 12 verbundenen Halterahmen 14 und einen Lagerrahmen 16. Der Halterahmen 14 weist zwei par-The alignment instrument 10 comprises two frame parts pivotably mounted relative to each other, namely a holding frame 14 connected to the bone pins 12 and a bearing frame 16. The holding frame 14 has two par-

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allel zueinander angeordnete, flache, L-förmige, über eine Verbindungsplatte 20 miteinander verbundene Seitenwände 18 auf, zwischen denen der insgesamt im wesentlichen L-förmige Lagerrahmen 16 um eine Schwenkachse 22 relativ zum Halterahmen 14 gelagert ist.
5flat, L-shaped side walls 18 arranged parallel to one another and connected to one another via a connecting plate 20, between which the overall essentially L-shaped bearing frame 16 is mounted about a pivot axis 22 relative to the holding frame 14.
5

Die Schwenkachse 22 wird definiert durch eine drehfest mit den Seitenwänden 18 verbundene Gewindespindel 24 eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 25 definierten Spindeltriebs, die in einem Bereich zwischen den beiden Seitenwänden 18 mit einem Außengewinde versehen ist. Sie durchsetzt ferner eine Bohrung 26 eines zwischen den Seitenwänden 18 gehaltenen Schenkels 28 des Lagerrahmens 16. Der Schenkel 28 ist quer zur Bohrung 26 mit einer quaderförmigen Durchbrechung 30 versehen, in welcher ein mit einem Innengewinde 34 versehenes Stellrad 32 angeordnet ist. Das Innengewinde 34 korrespondiert zu einem Außengewinde 36 der Gewindespindel 24. Eine Breite des Schenkels 28 in Richtung der Schwenkachse 22 ist kleiner als ein Abstand zwischen den Seitenwänden 18, so daß mittels des Spindeltriebs 25, also durch Verdrehen des Stellrads 32 auf der Gewindespindel 24, eine seitliche Bewegung des Lagerrahmens 16 relativ zum Halterahmen 14 ermöglicht wird. Die Gewindespindel 24 in Verbindung mit dem Stellrad 32 bildet somit einen Linearantrieb in Form des Spindeltriebs 25.The pivot axis 22 is defined by a threaded spindle 24 of a spindle drive defined overall by the reference numeral 25, which is connected in a rotationally fixed manner to the side walls 18 and is provided with an external thread in an area between the two side walls 18. It also passes through a bore 26 of a leg 28 of the bearing frame 16 held between the side walls 18. The leg 28 is provided transversely to the bore 26 with a cuboid-shaped opening 30 in which an adjusting wheel 32 provided with an internal thread 34 is arranged. The internal thread 34 corresponds to an external thread 36 of the threaded spindle 24. A width of the leg 28 in the direction of the pivot axis 22 is smaller than a distance between the side walls 18, so that a lateral movement of the bearing frame 16 relative to the holding frame 14 is made possible by means of the spindle drive 25, i.e. by turning the adjusting wheel 32 on the threaded spindle 24. The threaded spindle 24 in conjunction with the adjusting wheel 32 thus forms a linear drive in the form of the spindle drive 25.

Eine hohlzylindrische Lagerhülse 38 bildet einen zweiten, zum Schenkel 28 rechtwinklig verlaufenden Schenkel des Lagerrahmens 16. Eine Symmetrieachse 40 der Lagerhülse 38 ist senkrecht zur Schwenkachse 22 orientiert. Parallel zur Symmetrieachse 40 ist die Lagerhülse 38 mit einem sich nahezu über die gesamte Länge der Lagerhülse 38 erstreckenden Längsschlitz 42 versehen, durch den ein zylindrischer Lagerbolzen 44 hervorsteht. Er ist drehfest mit ei-A hollow cylindrical bearing sleeve 38 forms a second leg of the bearing frame 16, which runs at right angles to the leg 28. An axis of symmetry 40 of the bearing sleeve 38 is oriented perpendicular to the pivot axis 22. Parallel to the axis of symmetry 40, the bearing sleeve 38 is provided with a longitudinal slot 42 extending almost over the entire length of the bearing sleeve 38, through which a cylindrical bearing bolt 44 protrudes. It is connected in a rotationally fixed manner to a

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nem zylindrischen Verschiebekörper 46 verbunden, welcher in der Lagerhülse 38 geführt ist. Ein Außendurchmesser des Verschiebekörpers 46 ist nur unwesentlich kleiner als ein Innendurchmesser der Lagerhülse 38, so daß der Verschiebekörper 46 nur in Richtung der Symmetrieachse 40 in der Lagerhülse 38 verschoben werden kann. Eine Rotation des Verschiebekörpers 46 in der Lagerhülse 38 wird durch den den Längsschlitz 42 durchsetzenden Lagerbolzen 44 verhindert.a cylindrical displacement body 46 which is guided in the bearing sleeve 38. An outer diameter of the displacement body 46 is only slightly smaller than an inner diameter of the bearing sleeve 38, so that the displacement body 46 can only be displaced in the direction of the axis of symmetry 40 in the bearing sleeve 38. Rotation of the displacement body 46 in the bearing sleeve 38 is prevented by the bearing bolt 44 which passes through the longitudinal slot 42.

Der Verschiebekörper 46 ist ferner drehfest mit einem Gewindebolzen 48 versehen, der durch eine Stirnbohrung 50 einer Stirnfläche 52 der Lagerhülse 38 hervorsteht. In der Stirnbohrung 50 ist formschlüssig eine mit einem Innengewinde versehene Gewindehülse 54 eingesetzt, welche drehfest mit einem Rändelkopf 56 verbunden ist, welcher außen an der Stirnfläche 52 anliegt. Die Gewindehülse 54 ragt etwas in die Gewindehülse 38 hinein und ist mit einem Sprengring 58 gegen eine axiale Verschiebung in Richtung der Symmetrieachse 40 gesichert. Die Symmetrieachse 40 fällt mit einer Symmetrieachse des Gewindebolzens 48 zusammen. Durch eine Drehung des Rändelkopfs 56 wird der Gewindebolzen 48 in Richtung der Symmetrieachse 40 bewegt, so daß der Verschiebekörper 46 in der Lagerhülse 38 linear verschoben wird. Auf diese Weise wird ein Linearantrieb 60 in Form eines Spindeltriebs gebildet.The displacement body 46 is also provided with a threaded bolt 48 in a rotationally fixed manner, which projects through a front bore 50 of a front surface 52 of the bearing sleeve 38. A threaded sleeve 54 with an internal thread is inserted in a form-fitting manner in the front bore 50 and is connected in a rotationally fixed manner to a knurled head 56 which rests on the outside of the front surface 52. The threaded sleeve 54 projects slightly into the threaded sleeve 38 and is secured with a snap ring 58 against axial displacement in the direction of the axis of symmetry 40. The axis of symmetry 40 coincides with an axis of symmetry of the threaded bolt 48. By rotating the knurled head 56, the threaded bolt 48 is moved in the direction of the axis of symmetry 40, so that the displacement body 46 is linearly displaced in the bearing sleeve 38. In this way, a linear drive 60 in the form of a spindle drive is formed.

Ein quaderförmiger Lenker 62 ist an seinem einen Ende mit einer Bohrung 64 versehen, in welche der Lagerbolzen 44 eingeführt ist. Dadurch läßt sich der Lenker 62 um den eine Lagerwelle bildenden Lagerbolzen 44 verschwenken, und zwar um eine durch den Lagerbolzen 44 definierte Drehachse 66. An seinem anderen Ende ist der Lenker 62 einstückig mit einer Führungshülse 68 verbunden, deren Symmetrieachse eine Rotationsachse 70 definiert. Die Rota-A cuboid-shaped link 62 is provided at one end with a bore 64 into which the bearing pin 44 is inserted. This allows the link 62 to pivot about the bearing pin 44 forming a bearing shaft, specifically about an axis of rotation 66 defined by the bearing pin 44. At its other end, the link 62 is connected in one piece to a guide sleeve 68, the axis of symmetry of which defines an axis of rotation 70. The rotation

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tionsachse 70 verläuft parallel zur Drehachse 66. In die Führungshülse 68 ist eine weitere Lagerhülse 72 eingesetzt, deren Symmetrieachse mit der Rotationsachse 72 zusammenfällt. Die Lagerhülse 72 ist etwas mehr als doppelt so lang als die Führungshülse 68. Sie ist drehfest mit der Führungshülse 68 verbunden. Denkbar wäre auch eine Lagerung der Lagerhülse mittels eines Kugellagers an der Führungshülse 68.The axis of rotation 70 runs parallel to the axis of rotation 66. A further bearing sleeve 72 is inserted into the guide sleeve 68, the axis of symmetry of which coincides with the axis of rotation 72. The bearing sleeve 72 is slightly more than twice as long as the guide sleeve 68. It is connected to the guide sleeve 68 in a rotationally fixed manner. It would also be conceivable for the bearing sleeve to be mounted on the guide sleeve 68 using a ball bearing.

Parallel zur Gewindespindel 24 ist ein Exzenterbolzen 74 in Bohrungen 76 in den Seitenwänden 18 drehbar gehalten. Zwischen den Seitenwänden 18 ist ein drehfest mit dem Exzenterbolzen 74 verbundener Stützzylinder 78 angeordnet. Ein Ende des Exzenterbolzens 74 ist mit einem Stellrad 80 angeordnet. Ein ein anderes Ende mit einem Bolzenkopf 82 versehen. Eine Bewegung in Richtung einer von einer Längsachse des Exzenterbolzens 74 definierten Exzenterachse 84 wird verhindert, denn der Exzenterbolzen 74 wird beidseitig an einer Seitenwand 18 durch den Bolzenkopf 82 und den Stützzylinder 78, an der anderen Seitenwand 18 durch den Stützzylinder 78 und das Stellrad 80 gehalten. Eine Umfangswandung des Stützzylinders 78 bildet eine Stützfläche 86 für die Lagerhülse 38. Durch Verdrehen des Stellrads 80 wird der Stützzylinder 78 um die Exzenterachse 84 verschwenkt, so daß sich ein Abstand der am Stützzylinder 78 anliegenden Lagerhülse 38 von der Exzenterachse 84 verändert, wodurch eine Schwenkbewegung der Lagerhülse 38 und damit des Lagerrahmens 16 um die Schwenkachse 22 bewirkt wird. Durch dieses Verschwenken wird auch die Drehachse 66 relativ zur Schwenkachse 22 geneigt.Parallel to the threaded spindle 24, an eccentric bolt 74 is rotatably held in bores 76 in the side walls 18. A support cylinder 78 is arranged between the side walls 18 and is connected in a rotationally fixed manner to the eccentric bolt 74. One end of the eccentric bolt 74 is arranged with an adjusting wheel 80. Another end is provided with a bolt head 82. Movement in the direction of an eccentric axis 84 defined by a longitudinal axis of the eccentric bolt 74 is prevented because the eccentric bolt 74 is held on both sides on one side wall 18 by the bolt head 82 and the support cylinder 78, and on the other side wall 18 by the support cylinder 78 and the adjusting wheel 80. A peripheral wall of the support cylinder 78 forms a support surface 86 for the bearing sleeve 38. By turning the adjusting wheel 80, the support cylinder 78 is pivoted about the eccentric axis 84, so that a distance of the bearing sleeve 38 resting on the support cylinder 78 from the eccentric axis 84 changes, causing a pivoting movement of the bearing sleeve 38 and thus of the bearing frame 16 about the pivot axis 22. This pivoting also inclines the axis of rotation 66 relative to the pivot axis 22.

In der Lagerhülse 72 kann ein Bearbeitungswerkzeug geführt werden, beispielsweise ein Fräser 88 oder ein Sägeblatt 90. Das Sägeblatt 90 ist in Form eines Zylinderwandabschnitts gekrümmt und erstreckt sich über einen Winkel-A machining tool can be guided in the bearing sleeve 72, for example a milling cutter 88 or a saw blade 90. The saw blade 90 is curved in the form of a cylinder wall section and extends over an angle

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bereich 92 von etwa 100°. Konzentrisch zum Sägeblatt 90 ist ein Haltezapfen 94 an einer Deckplatte 96 angeordnet. Der Haltezapfen 94 kann ebenfalls in der Lagerhülse 72 geführt werden.range 92 of approximately 100°. A retaining pin 94 is arranged concentrically to the saw blade 90 on a cover plate 96. The retaining pin 94 can also be guided in the bearing sleeve 72.

Nachfolgend wird in Verbindung mit den Figuren 1 bis 6 die Anwendung des Ausrichtinstruments 10 beispielhaft in Verbindung mit einer Präparierung einer zylindrischen Verankerungsfläche 98 zum Verankern einer künstlichen Kondyie 100 erläutert, welche eine teilweise geschädigte natürliche Kondyie an einem Femur 102 ersetzt.In the following, in connection with Figures 1 to 6, the application of the alignment instrument 10 is explained by way of example in connection with a preparation of a cylindrical anchoring surface 98 for anchoring an artificial condyle 100, which replaces a partially damaged natural condyle on a femur 102.

Das Ausrichtinstrument 10 wird mit den beiden Knochenpins 12 entweder lateral oder medial, je nach zu ersetzender geschädigter Kondyie, an den Femur 102 herangeführt. Dies kann navigationsgestützt erfolgen. Die Knochenpins 12 werden in den Femur 102 eingeschlagen und das Ausrichtinstrument auf diese Weise verankert. Ein Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise der Fräser 88, wird in die Lagerhülse 72 eingeführt und zur Bearbeitung des Femurs 102 in Rotation versetzt und gleichzeitig durch Verschwenken des Lenkers 62 um die Drehachse 66, wie in Figur 2 dargestellt, in einem Winkelbereich 104 von etwa 80 bis 90° verschwenkt. Auf diese Weise wird der Femur 102 in gewünschter Weise reseziert.The alignment instrument 10 is guided to the femur 102 with the two bone pins 12 either laterally or medially, depending on the damaged condyle to be replaced. This can be done with the aid of navigation. The bone pins 12 are driven into the femur 102 and the alignment instrument is anchored in this way. A processing tool, for example the milling cutter 88, is inserted into the bearing sleeve 72 and set in rotation to process the femur 102 and at the same time pivoted by pivoting the handlebar 62 about the axis of rotation 66, as shown in Figure 2, in an angular range 104 of approximately 80 to 90°. In this way, the femur 102 is resected in the desired manner.

Falls erforderlich, kann vor dem Präparieren der Verankerungsfläche 98 eine Position der Drehachse 66 relativ zum Femur 102 nachjustiert werden. Hierzu kann mittels des Linearantriebs 60 eine Verstellung in Richtung der Symmetrieachse 40 vorgenommen werden. Ferner kann eine lineare Verschiebung des Lagerbolzens 44 relativ zu den Knochenpins 12 durch Drehen am Stellrad 32 in Richtung der Schwenkachse 22 erfolgen.If necessary, a position of the rotation axis 66 relative to the femur 102 can be readjusted before preparing the anchoring surface 98. For this purpose, an adjustment in the direction of the axis of symmetry 40 can be made using the linear drive 60. Furthermore, a linear displacement of the bearing bolt 44 relative to the bone pins 12 can be carried out by turning the adjusting wheel 32 in the direction of the pivot axis 22.

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Außerdem läßt sich die Drehachse 66 in ihrer Neigung relativ zu den Knochenpins 12 verändern durch Drehen am Stellrad 80, was, wie oben beschrieben, eine Verschwenkung des Lagerrahmens 16 um die Schwenkachse 22 bewirkt.
5In addition, the inclination of the rotation axis 66 relative to the bone pins 12 can be changed by turning the adjusting wheel 80, which, as described above, causes the bearing frame 16 to pivot about the pivot axis 22.
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Zur Verwendung mit dem oben beschriebenen zylindrischen Sägeblatt 90 kann der Lenker 62 in einer Schwenksteliung festgelegt werden. Bei alternativ geformten Sägeblättern 90 kann auch eine den Haltezapfen 94 in dessen Längsrichtung durchsetzende Zapfenbohrung 95 vorgesehen sein, die den Lagerbolzen 44 aufnehmen kann. Anstelle des Lenkers 62 läßt sich so der Haltezapfen 94 am Lagerbolzen 44 schwenkbar lagern.For use with the cylindrical saw blade 90 described above, the guide rod 62 can be fixed in a pivoting position. In the case of alternatively shaped saw blades 90, a pin hole 95 can also be provided which passes through the retaining pin 94 in its longitudinal direction and can accommodate the bearing pin 44. Instead of the guide rod 62, the retaining pin 94 can thus be pivotably mounted on the bearing pin 44.

Um Verankerungsflächen mit unterschiedlichen Radien zu erhalten, sind mehrere verschiedene Lenker 62 vorgesehen, bei denen jeweils der Abstand zwischen der Drehachse 66 und der Rotationsachse 70 variiert. Je nach zu implantierender Kondyle 100 wird ein entsprechender Lenker 62 zur Präparation der Verankerungsfläche 98 ausgewählt.In order to obtain anchoring surfaces with different radii, several different guides 62 are provided, in each of which the distance between the axis of rotation 66 and the axis of rotation 70 varies. Depending on the condyle 100 to be implanted, a corresponding guide 62 is selected for preparing the anchoring surface 98.

Ein zweites, insgesamt mit dem Bezugszeichen 120 versehenes Ausrichtinstrument ist in den Figuren 7 bis 9 dargestellt. Es umfaßt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 122 versehene Plattform, die an einem Femur 124 mittels zweier Knochenpins 126 und 128, die zwischen sich in etwa einen Winkel von 120° einschließen, gehalten werden kann. An der Plattform um eine Schwenkachse 130 schwenkbar gelagert ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 132 versehener Schwenkbügel.A second alignment instrument, designated as a whole by the reference numeral 120, is shown in Figures 7 to 9. It comprises a platform, designated as a whole by the reference numeral 122, which can be held on a femur 124 by means of two bone pins 126 and 128, which form an angle of approximately 120° between them. A swivel bracket, designated as a whole by the reference numeral 132, is mounted on the platform so as to be pivotable about a swivel axis 130.

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Sowohl die Plattform 122 als auch der Schwenkbügel 132 sind im wesentlichen symmetrisch bezüglich einer zur Schwenkachse 130 senkrechten Symmetrieebene.Both the platform 122 and the pivot bracket 132 are substantially symmetrical with respect to a plane of symmetry perpendicular to the pivot axis 130.

Die Plattform 122 umfaßt einen halbringförmigen Rahmen 134, der eine Rahmenebene definiert. Parallel zur Rahmenebene sind eine Mehrzahl von Piinlöchern 136 vorgesehen, durch welche die Knochenpins 126 und 128 durchsteckbar sind, so daß diese unter einem Winkel von 120° relativ zueinander in einer Ebene ausgerichtet sind. Vom Femur 124 abstehende Enden der Knochenpins 126 und 128 sind mit einem Schraubengewinde versehen, auf welches eine mit einem Drehknopf 138 versehene Gewindehülse 140 aufschraubbar ist und den Rahmen 134 an den beiden Knochenpins 126 und 128 fixiert. Quer zu Längsachsen der Knochenpins 126 und 128 sind am Rahmen 134 langlochartige Öffnungen 142 vorgesehen. Freie Enden 144 und 146 des Rahmens 134 weisen eine sich von den Enden 144 und 146 weg erstreckende längliche Öffnung 148 auf. In diese ist jeweils ein sich von den Enden 144 und 146 weg erstreckender Schaft 150 eingesetzt, der eine auf dem Schaft verschiebbare Lagerhülse 152 trägt und eine Längsachse 151 definiert.The platform 122 comprises a semi-ring-shaped frame 134 which defines a frame plane. A plurality of pin holes 136 are provided parallel to the frame plane, through which the bone pins 126 and 128 can be pushed so that they are aligned in a plane at an angle of 120° relative to one another. Ends of the bone pins 126 and 128 protruding from the femur 124 are provided with a screw thread onto which a threaded sleeve 140 provided with a rotary knob 138 can be screwed and fixes the frame 134 to the two bone pins 126 and 128. Slot-like openings 142 are provided on the frame 134 transverse to the longitudinal axes of the bone pins 126 and 128. Free ends 144 and 146 of the frame 134 have an elongated opening 148 extending away from the ends 144 and 146. A shaft 150 extending away from the ends 144 and 146 is inserted into this opening, which shaft carries a bearing sleeve 152 that can be moved on the shaft and defines a longitudinal axis 151.

An der Lagerhülse 152 ist rechtwinklig abstehend ein Lagerbolzen 154 angeordnet, an welchem der im wesentliche U-förmige Schwenkbügel 132 um die Schwenkachse 130 schwenkbar gelagert ist. Der Schwenkbügel 132 umfaßt eine langgestreckte quaderförmige Platte 156, welche mit zwei symmetrisch angeordneten Langlöchern 158 versehen ist.A bearing pin 154 is arranged on the bearing sleeve 152, projecting at a right angle, on which the essentially U-shaped pivot bracket 132 is pivotably mounted about the pivot axis 130. The pivot bracket 132 comprises an elongated cuboid-shaped plate 156, which is provided with two symmetrically arranged elongated holes 158.

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An freien Enden 160 der Platte 156 ist ein Zylinder 162 mit seiner Längsachse quer zur Längsrichtung der Platte 156 angeordnet. Er setzt sich in einem im Durchmesser verringerten, zylindrischen Stab 164 fort, welcher an seinem freien Ende eine Lagernut 166 trägt, welche mittels eines Gelenkstifts 168 am Lagerbolzen 154 um die Schwenkachse 130 schwenkbar gelagert ist.At free ends 160 of the plate 156, a cylinder 162 is arranged with its longitudinal axis transverse to the longitudinal direction of the plate 156. It continues in a cylindrical rod 164 with a reduced diameter, which has a bearing groove 166 at its free end, which is pivotably mounted about the pivot axis 130 by means of a hinge pin 168 on the bearing bolt 154.

Parallel zu den Langlöchern 158 und zur Längsrichtung der Platte 156 verschiebbar ist ein quaderförmiger Lagerschlitten 170. Er trägt zwei die Langlöcher 158 parallel durchsetzende Gewindestifte 172, auf welche jeweils eine Rändelmutter 174 aufgeschraubt ist. Mittels der Rändelmuttern 174 läßt sich der Lagerschlitten 170 an der Platte 156 festklemmen. Um eine Position des Lagerschlittens 170 relativ zur Platte 156 zu verändern, werden die beiden Rändelmuttern 174 gelöst und der Lagerschlitten 170 relativ zur Platte 156 verschoben, bis eine gewünschte Stellung erreicht ist. Mittels der Rändelmuttern 174 kann der Lagerschlitten 170 dann wieder an der Platte 156 klemmend festgelegt werden.A cuboid-shaped bearing slide 170 can be moved parallel to the elongated holes 158 and the longitudinal direction of the plate 156. It has two threaded pins 172 that run parallel through the elongated holes 158, each of which has a knurled nut 174 screwed onto it. The bearing slide 170 can be clamped to the plate 156 using the knurled nuts 174. To change the position of the bearing slide 170 relative to the plate 156, the two knurled nuts 174 are loosened and the bearing slide 170 is moved relative to the plate 156 until a desired position is reached. The bearing slide 170 can then be clamped to the plate 156 again using the knurled nuts 174.

Seitlich am Lagerschlitten 170 sind zwei, jeweils in Richtung auf einen der beiden Zylinder 162 hin weisend Führungshülsen 176 angeordnet.Two guide sleeves 176 are arranged on the side of the bearing carriage 170, each pointing in the direction of one of the two cylinders 162.

Längsachsen 178 der Führungshülsen 176 verlaufen rechtwinklig zur Schwenkachse 130. In jede der beiden Führungshülsen 176 kann ein Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise in Form des in den Figuren 7 und 8 dargestellten Fräsers 180, eingesetzt werden. Um Reibungen des Fräsers 180 an der Führungshülse 176 zu vermeiden, ist dieser wiederum an einem Drehlager 182 vorzugsweise kugelgelagert angeordnet, wobei sich das Drehlager 182 an einer Stirnseite der Führungshülse 176 abstützt. Der FräserLongitudinal axes 178 of the guide sleeves 176 run at right angles to the pivot axis 130. A machining tool, for example in the form of the milling cutter 180 shown in Figures 7 and 8, can be inserted into each of the two guide sleeves 176. In order to avoid friction of the milling cutter 180 on the guide sleeve 176, the milling cutter is in turn arranged on a pivot bearing 182, preferably with a ball bearing, the pivot bearing 182 being supported on one end face of the guide sleeve 176. The milling cutter

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180 weist an seinem Ende einen zylindrischen Arbeitsbereich 184 auf, so daß er als Stirnfräser und als Seitenfräser eingesetzt werden kann.180 has a cylindrical working area 184 at its end so that it can be used as a face milling cutter and as a side milling cutter.

Von der Platte 156 weg weisend ist am Lagerschlitten 170 eine Schablone 186 angeordnet, die einen Führungsschlitz 188 umfaßt, der die Schablone parallel zu den Längsachsen 178 durchsetzt. Er dient beispielsweise als Sägeschablone zum Führen eines nicht dargestellten Sägeblatts.A template 186 is arranged on the bearing carriage 170 pointing away from the plate 156 and comprises a guide slot 188 which passes through the template parallel to the longitudinal axes 178. It serves, for example, as a saw template for guiding a saw blade (not shown).

Mit dem Ausrichtinstrument 120 lassen sich zur Schwenkachse 130 konzentrische Flächen am Femur 124 oder an einem beliebigen anderen Knochen des menschlichen Körpers präparieren. Hierzu wird, wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt, die Plattform 122 an den Knochenpins 126 und 128 am Femur 124 fixiert. Die Knochenpins 126 und 128 werden an Stellen im Femur 124 verankert, an welchen weder Sehnen noch Muskeln angewachsen sind. An einer der beiden Kondylen 190 kann mit dem Ausrichtinstrument 120 eine zylindrische Verankerungsfläche 192 präpariert werden, indem der Fräser 180 in eine der beiden Führungshülsen 176 eingeführt und dort axial unverschieblich fixiert wird. Verschwenkt man den Schwenkbügel 132 um die Schwenkachse 130, so wird bei rotierendem Arbeitsbereich 184 des als Stirnfräser wirkenden Fräsers 180 die Kondyle 190 teilweise reseziert. Es verbleibt dann die zylindrische Verankerungsfläche 192, an welcher eine nicht dargestellte künstliche Kondyle verankert werden kann. Falls erforderlich, kann an der Kondyle 190 noch ein ebener Schnitt mit Hilfe der Schablone 186 durchgeführt werden, wodurch eine ebene Schnittfläche 194 an der Kondyle 190 gebildet wird. Die Schnittfläche 194 verläuft parallel zur Schwenkachse 130.The alignment instrument 120 can be used to prepare surfaces concentric with the pivot axis 130 on the femur 124 or on any other bone in the human body. To do this, as shown in Figures 7 and 8, the platform 122 is fixed to the bone pins 126 and 128 on the femur 124. The bone pins 126 and 128 are anchored at points in the femur 124 to which neither tendons nor muscles are attached. A cylindrical anchoring surface 192 can be prepared on one of the two condyles 190 using the alignment instrument 120 by inserting the milling cutter 180 into one of the two guide sleeves 176 and fixing it there so that it cannot move axially. If the swivel bracket 132 is swiveled around the swivel axis 130, the condyle 190 is partially resected with the rotating working area 184 of the milling cutter 180 acting as a face milling cutter. The cylindrical anchoring surface 192 then remains, to which an artificial condyle (not shown) can be anchored. If necessary, a flat cut can be made on the condyle 190 using the template 186, whereby a flat cutting surface 194 is formed on the condyle 190. The cutting surface 194 runs parallel to the swivel axis 130.

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Für einen navigationsgestutzten Einsatz der Ausrichtinstrumente 10 und 120 können diese mit Kupplungszapfen 196 zum Festlegen von detektierbaren Markerelementen versehen sein. Am Ausrichtinstrument sind drei Kupplungszapfen 196 an den Zylindern 162 und am Rahmen 134 abstehend angeordnet.For navigation-supported use of the alignment instruments 10 and 120, these can be provided with coupling pins 196 for fixing detectable marker elements. On the alignment instrument, three coupling pins 196 are arranged protruding from the cylinders 162 and the frame 134.

Claims

1. Surgical positioning and holding device ( 120 ) for positioning and holding a guide ( 68 ; 94 , 95 , 96 ; 176 , 188 ) for a surgical processing tool ( 88 ; 90 ; 180 ), with at least one fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) for fixing in a bone to be processed ( 102 ; 124 ) and with a platform ( 10 ; 122 ) held on the at least one fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) for holding the guide ( 68 ; 176 , 188 ), characterized in that the guide ( 68 ; 94 , 95 , 96 ; 176 , 188 ) can rotate about a first axis of rotation ( 66 ; 130 ) and is designed such that at least one surface (98; 192 ) concentric with the first axis of rotation ( 66 ; 130 ) can be prepared with the machining tool ( 88 ; 90 ; 180 ) guided in the guide ( 68 ; 94 , 95 , 96 ; 176 , 188 ) or held thereon.

2. Device according to claim 1, characterized in that a second fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) is provided for fixing in the bone to be treated ( 102 ; 124 ) and that the second fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) is guided and/or held on the platform ( 10 , 122 ).

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the platform ( 10 ; 122 ) has at least one fastening element receptacle ( 136 ) for receiving the at least one fastening element ( 12 ; 126 , 128 ).

4. Device according to claim 3, characterized in that the at least one fastening element receptacle comprises a bore ( 136 ).

5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that longitudinal axes of at least two fastening element receptacles ( 136 ) are aligned parallel to one another.

6. Device according to claim 6, characterized in that the longitudinal axes of the at least two fastening element receptacles ( 136 ) run parallel or almost parallel to the first axis of rotation ( 66 ; 130 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a bearing shaft ( 44 ; 168 ) is provided on the platform ( 10 ; 122 ) and that the bearing shaft ( 44 ; 168 ) defines the first axis of rotation ( 66 ; 130 ).

8. Device according to claim 7, characterized in that the bearing shaft ( 44 ; 168 ) is mounted on the platform ( 10 ; 122 ) so as to be displaceable relative to the at least one fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) in a first displacement direction ( 40 ; 151 ).

9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the bearing shaft ( 44 ; 168 ) is mounted on the platform ( 10 ; 122 ) so as to be displaceable relative to the at least one fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) in a second displacement direction ( 22 ).

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the bearing shaft ( 44 ) is pivotally mounted on the platform ( 10 ) relative to the at least one fastening element ( 12 ) about a second axis of rotation ( 22 ).

11. Device according to claim 10, characterized in that the first and the second axes of rotation ( 66 , 22 ) are oriented at right angles to each other.

12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the device ( 120 ) comprises an articulated arm ( 62 ; 132) rotatably mounted about the first axis of rotation (66; 130), that one end of the articulated arm (62; 132 ) is rotatably mounted on the bearing shaft ( 44 ; 168 ) about the first axis of rotation ( 66 ; 130 ) and that another end ( 170 ) of the articulated arm ( 62 ; 132 ) carries the guide ( 68 ; 176 , 188 ).

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide ( 68 ; 176 ) comprises a sleeve ( 72 ; 182 ) for receiving the machining tool ( 88 ; 180 ).

14. Device according to claim 13, characterized in that the sleeve ( 72 ; 182 ) is rotatably mounted on the articulated arm ( 62 ; 132 ).

15. Device according to one of claims 7 to 14, characterized in that a first linear drive ( 60 ) is provided on the platform ( 10 ) for displacing the bearing shaft ( 44 ) relative to the at least one fastening element ( 12 ) in the first displacement direction ( 40 ).

16. Device according to claim 15, characterized in that the first linear drive is a spindle drive ( 60 ) with a first threaded spindle ( 48 ) and a first drive button ( 56 ) and that a longitudinal axis ( 40 ) of the first threaded spindle ( 48 ) defines the first displacement direction ( 40 ).

17. Device according to one of claims 9 to 16, characterized in that a second linear drive ( 25 ) is provided on the platform ( 10 ) for displacing the bearing shaft ( 44 ) relative to the at least one fastening element ( 12 ) in the second displacement direction ( 22 ).

18. Device according to claim 17, characterized in that the second linear drive is a second spindle drive ( 25 ) with a second threaded spindle ( 24 ) and a second drive knob ( 32 ) and that a longitudinal axis ( 22 ) of the second threaded spindle ( 24 ) defines the second displacement direction ( 22 ).

19. Device according to claim 18, characterized in that the longitudinal axis ( 22 ) of the second threaded spindle ( 24 ) defines the second axis of rotation ( 22 ).

20. Device according to one of claims 10 to 19, characterized in that an eccentric drive ( 75 ) is provided on the platform ( 10 ) for pivoting the bearing shaft ( 44 ) relative to the at least one fastening element ( 12 ) about the second axis of rotation ( 22 ).

21. Device according to claim 20, characterized in that the eccentric drive ( 75 ) comprises a rotary body ( 78 ) mounted eccentrically about a third axis of rotation ( 84 ) and that the third axis of rotation ( 84 ) runs parallel to the second axis of rotation ( 22 ).

22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fastening element ( 12 ; 126 , 128 ) is spaced from the first axis of rotation ( 66 ; 130 ).

23. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide ( 68 ; 176 , 188 ) can be locked in a rotational position relative to the platform ( 10 ; 122 ).

24. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide ( 68 ; 176 ) defines a fourth axis of rotation ( 70 ; 178 ).

25. Device according to one of claims 9 to 24, characterized in that a width of the platform ( 10 ) in the second displacement direction ( 22 ) is a maximum of 30 mm.

26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a distance of the guide ( 68 ) from the first axis of rotation ( 66 ) is in a range of 15 mm to 50 mm.

27. Device according to one of claims 12 to 26, characterized in that a set of articulated arms ( 62 ) of different lengths is provided and that each articulated arm ( 62 ) has a different distance between the first axis of rotation ( 66 ) and the guide ( 68 ).

28. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a reference element ( 196 ) for navigation control is provided on the device ( 120 ).

29. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide ( 176 , 188 ) is displaceable in a direction parallel to the first axis of rotation ( 130 ) relative to the platform ( 122 ).

30. Device according to one of claims 24 to 29, characterized in that the fourth axis of rotation ( 70 ; 178 ) of the guide ( 68 ; 176 ) extends at right angles to the first axis of rotation ( 66 ; 130 ).