Оборудование для установки протеза сустава, в частности протеза коленного сустава - RU2607957C2
Код документа: RU2607957C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к комплекту оборудования для установки протеза сустава, в частности феморального компонента протеза коленного сустава, на конце кости, в частности бедренной кости.
Имплантация современного протеза сустава, в частности протеза коленного сустава, является трудной задачей для хирурга. Протезы сустава этого типа должны воспроизводить сложный физиологический путь движения естественного сустава с большим подобием. Это требует не только искусно выполненных суставов, но и точной имплантации протеза сустава. Только таким образом можно обеспечить надлежащее восстановление желательной функциональности естественного сустава. Само собой разумеется, что для обеспечения достаточного успеха такой терапии протез должен быть расположен не только точно, но и безопасно и воспроизводимо. В частности, окружающая ткань, в частности окружающий костный материал, не должна быть повреждена или травмирована, поскольку эта ткань во многих случаях играет значительную роль для опорной функции. Особенно имея в виду длительный срок службы протеза сустава, здесь существует конфликт целей. С одной стороны, для длительного срока службы предпочтительно, чтобы силы передавались по большой площади. С другой стороны, конструкция с большой площадью приведет к слишком большим размерам протеза, которые могут привести к повышенным пространственным требованиям и, поэтому, могут легко привести к повреждению окружающей ткани. Таким образом, существует риск того, что материал будет удален не в тех областях, что в частности важно для поддержки протеза сустава. Поэтому необходимо выполнять имплантацию на основе точных координат положения.
Оборудование, известное из существующего уровня техники действительно позволяет осуществлять проверенную и испытанную имплантацию протеза сустава, в частности протеза коленного сустава. Однако, оно предполагает наличие у хирурга значительного опыта, поскольку само оборудование оказывает только небольшую помощь в отношении правильного позиционирования.
Для того, чтобы избежать вредного воздействия на пациента, вызываемого ошибочным позиционированием или удалением чрезмерно большого количества естественного костного вещества, цель настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованного комплекта оборудования, которое позволяет осуществлять имплантацию более точно.
В соответствии с изобретением, эта цель достигнута комплектом оборудования, имеющим признаки независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах.
В соответствии с изобретением, комплект оборудования для установки протеза сустава, в частности феморального компонента протеза коленного сустава, на конце кости, в частности бедренной кости, включает базовый каркас, который имеет направляющую пластину и выступающий от нее вбок шаблон, крепежное устройство для расположения базового каркаса на кости в фиксированном положении и изогнутый шаблон фрезерования с основным телом и направляющей деталью, причем направляющая деталь может перемещаться по направляющей кривой относительно основного тела и имеет приемное гнездо для абразивного инструмента, и выравнивающее устройство, которое направляет изогнутый шаблон фрезерования в четко определенное относительное положение, когда изогнутый шаблон фрезерования вводят в базовую пластину.
Изобретение основано на идее создать, посредством базового каркаса, который располагают способом, известным как таковой, в крепежном устройстве на кости, стабильную платформу, которая расположена с большой точностью посредством выравнивающего устройства и в которую изогнутый шаблон фрезерования может быть легко введен и, одновременно, автоматически и безопасно выровнен с большой точностью. Изогнутый шаблон фрезерования имеет направляющую кривую, вдоль которой, посредством абразивного инструмента, кости может быть придана соответствующая закругленная форма. Это подходит, в частности, для подготовки посадочного места для мыщелковых компонентов протеза коленного сустава. Сложная форма этих компонентов может быть легко и при этом точно выполнена хирургом, благодаря изобретению, посредством принудительного наведения, которое достигается, в соответствии с изобретением, за счет направляющей кривой изогнутого шаблона фрезерования. Благодаря принудительному наведению абразивного инструмента, отклонения по форме вряд ли возможны, даже при неблагоприятных условиях операции. Таким образом, не только создается подготовленное посадочное место, очень точное по форме, но и обеспечивается, при надлежащем основном выравнивании базового каркаса, который посредством выравнивающего устройства четко определяет положение изогнутого шаблона фрезерования, что окружающая ткань не будет повреждена или травмирована, и, в частности, что прилегающий костный материал, который может потребоваться для поддержки протеза, не будет случайно удален. В частности, стеноподобный костный остаток может быть таким образом оставлен на коленной чашечке в случае протеза коленного сустава и не только создает основание для поддержки протеза сустава на стороне коленной чашечки, но и служит в качестве фронтального ограничителя коробчатого пространства медуллярной полости для приема основного тела протеза.
Вкратце, изобретение за счет четкого основного позиционирования позволяет удалять точно определенное количество костного материала, причем даже сложные формы, такие как изменяющаяся кривизна мыщелков в случае коленного сустава, могут быть легко и позиционно точно выполнены.
В частности, для адаптации к кривизне мыщелков, которая не постоянная, как уже сказано выше, целесообразно, если направляющая кривая изогнутого шаблона фрезерования непрерывно изменяется в смысле его кривизны по всей длине. При таком изменении кривизны естественный путь движения колена воспроизводится так точно, как это возможно, в смысле функционирования. В этом варианте геометрии предпочтительно выбирают так, чтобы соответствующий центр кривизны оставался в одной плоскости по всей непостоянной кривизне по направляющей, причем он сдвигается в горизонтальном направлении спереди назад (предпочтительно на 10 мм, максимум на 20 мм). Формирование кривой с изменяющейся кривизной, причем такой, что положение центра кривизны также должно соответствовать конкретным требованиям, затруднительно при использовании существующего оборудования и вряд ли возможно или невозможно совсем с его помощью. В этом случае существующий уровень техники сосредоточен скорее на опыте и навыках только или главным образом хирурга. С оборудованием согласно изобретению гарантируется, что точное формирование прогрессии кривой в соответствии со спецификациями всегда может быть осуществлено.
Для осуществления этого целесообразно, чтобы направляющая деталь, в которую введен абразивный инструмент, была шарнирно установлена через посредство повторителя с направляющей кривой и через посредство шарнирной опоры на основное тело. При такой двукратной установке можно контролировать как вращение направляющей детали по направляющей кривой, так и выравнивание направляющей детали относительно направляющей кривой. Поэтому можно точно контролировать как радиус кривизны, так и положение центра кривизны. Оказалось особенно полезным, если шарнирная опора расположена на некотором расстоянии от повторителя и имеет коленно-рычажное соединение, шарнирно установленное на любой стороне. В этом случае достигается экономящее пространство кинематика, которая, помимо этого, объединяет точное наведение с отсутствием случаев заедания. Последнее, в частности, является значащим аспектом, поскольку в операционной среде может легко произойти блокировка, особенно с высокоточными, наводимыми техническими устройствами, из-за постоянного риска инфильтрации инородных тел (в частности остатков ткани или жидкостей организма). Сочетание повторителя с коленно-рычажным соединением, установленным шарнирно на любой стороне, является в этом отношении надежным.
Особо предпочтительно, если коленно-рычажное соединение будет установлено с возможностью снятия на основном теле через посредство крепящего устройства. Это дает возможность вводить изогнутый шаблон фрезерования его основным телом отдельно в базовую пластину, без препятствий в течение этого процесса со стороны направляющей детали, которая может двигаться в широком диапазоне регулировки. Это не только является упрощением, но и позволяет улучшить обработку. Это также относится конкретно к тому случаю, когда из-за низких допусков введение изогнутого шаблона фрезерования затруднено, при этом для усилия, необходимого для этой цели, в случае необходимости может быть применен молоток. Благодаря тому, что направляющая деталь может быть удалена, отсутствует риск введения основного тела с повреждением направляющей кривой направляющей детали, которая является основным аспектом точного позиционирования.
Для того чтобы избежать сложной сборки направляющей детали в операционной среде, а также чтобы исключить риск потери отдельных деталей, целесообразно предусмотреть быстроразъемную муфту между направляющей деталью и основным телом. Вариант осуществления с угловым замком, который может быть разделен путем перемещения направляющей детали в удлинение направляющей кривой, оказался особенно целесообразным. В этом случае под удлинением понимается участок направляющей кривой, который необязателен для фактического формирования посредством абразивного инструмента (но который является дополнительным участком, который, так сказать, не используется). Путем введения направляющей детали в это удлинение угловой замок достигает такого положения, в котором его можно легко разделить без инструментов. То же самое относится и к процессу сборки, который также может быть проведен легко и без инструментов. Для этой цели направляющую деталь просто необходимо установить в крайнее положение в удлинении, чтобы затем отделить или отремонтировать. На участке удлинения для этого целесообразно предусмотреть выход направляющей кривой наружу. Этот выход не является абсолютно необходимым, но облегчает удаление направляющей детали в этом положении. Само собой разумеется, что этот выход соответственно не предусмотрен в остальной части удлинения направляющей кривой.
Угловой замок может состоять из шарнирной опорной втулки и некруглого шарнирного пальца, который выполнен так, что угловой замок открывается только в одном угловом положении направляющей детали. Это может быть достигнуто за счет того, что шарнирная опорная втулка открывается на одну сторону через сужение. Некруглый шарнирный палец выполнен так, что он имеет разную ширину в зависимости от положения. Эта ширина в конкретном положении называется шириной по конкретному меридиану. Если некруглый шарнирный палец имеет такую форму, что он по существу соответствует прямоугольнику с короткими сторонами в форме дуги окружности, ширина по меридиану наименьшей ширины, таким образом, равна расстоянию между двумя длинными сторонами прямоугольника, и ширина, соответствующая меридиану наибольшей ширины равна длине более длинной стороны прямоугольника плюс выпуклые кривые, создаваемые короткими сторонами в форме дуги окружности. Поскольку сужение выбирают так, что его достаточно для прохода шарнирного пальца в его меридиан наименьшей ширины, но недостаточно для прохода в меридиан наибольшей ширины, направляющая деталь с ее шарнирным пальцем может быть удалена просто в одной такой ориентации, в которой шарнирный палец может проходить сужение с его меридианом наименьшей ширины. В соответствии с изобретением, это возможно только тогда, когда направляющая деталь расположена в том положении направляющей кривой, которое относится к удлинению. В других положениях направляющей кривой направляющая деталь заблокирована, поскольку ширина шарнирного пальца больше, чем ширина сужения, так что шарнирный палец нельзя удалить через сужение. Таким образом, получается простая и надежная быстроразъемная муфта, которая работает на основе угла и поэтому обеспечивает, что разделение может произойти только в одном конкретном положении. Направляющая деталь также может быть легко собрана, поскольку ее необходимо только ввести в точном положении в удлинение направляющей кривой, причем шарнирный палец с его меридианом наименьшей ширины легко направляется через сужение в шарнирную опорную втулку. Простой механизм блокировки без инструментов, таким образом, достигается путем установки направляющей детали в ее положение.
Коленно-рычажное соединение предпочтительно также установлено с возможностью снятия на основное тело. Таким образом, становится возможным удалить все подвижные детали. Это не только применимо для очистки оборудования, но и, как уже сказано, для сборки основного тела в трудных случаях без повреждения чувствительных направляющих устройств. Коленно-рычажное соединение предпочтительно установлено с помощью крепежного устройства, так что оно защищено от случайного отсоединения от намеченного положения. В частности, целесообразным крепежным устройством оказался винт.
Посредством установки направляющая деталь, перемещающаяся по направляющей кривой, определяет ось для абразивного инструмента. Эта ось может быть ориентирована так, чтобы она располагалась в плоскости поворота направляющей детали, но предпочтительно под косым углом. Кроме того, эта ось также предпочтительно расположена под косым углом к линии между повторителем и шарнирной опорой. Для этой цели диапазон от 10° до 35°, более предпочтительно от 15° до 30°, оказался подходящим. Таким образом, создается резерв изгиба на коленно-рычажном соединении, а также возможность непрерывного изменения радиуса по ходу направляющей кривой.
Приемное гнездо для абразивного инструмента на направляющей детали предпочтительно взаимодействует с упором по глубине. В этом случае упор по глубине понимается как устройство, которое ограничивает глубину проникновения абразивного инструмента в обрабатываемую деталь, т.е., в этом случае кость, на которой используют оборудование согласно изобретению. Вариант осуществления упора по глубине в форме ступенчатого посадочного места, которое предпочтительно открыто к одной стороне, оказалось наиболее целесообразным. В результате постепенного перепада на нем лежит утолщение на фрезе и, таким образом, формирует упор по отношению к глубине проникновения опорного инструмента. Боковое отверстие обеспечивает введение абразивного инструмента в приемное гнездо непосредственно сбоку, без необходимости ввинчивать его по резьбе, что неудобно.
В принципе, наличие всего одного приемного гнезда на направляющей детали вполне достаточно, однако, конкретно для протезов коленного сустава предпочтительно, если на направляющей детали выполнено двойное приемное гнездо, чтобы сформировать два мыщелка. Таким образом, можно заменить абразивный инструмент после формирования одного мыщелка, чтобы таким образом сформировать второй мыщелок в другом положении. Поэтому не нужна разборка или замена изогнутого шаблона фрезерования, и поэтому выдерживается точное позиционирование.
Оказалось целесообразным, чтобы двойное приемное гнездо было выполнено на направляющей детали так, чтобы получить расходящиеся оси. В этом случае расходящиеся понимаются как означающие, что режущая головка абразивного инструмента обращена наружу во введенном состоянии. Таким образом, мыщелки могут быть выполнены с физиологическим наклоном, что способствует функции самостоятельного центрирования, существующей у естественного коленного сустава.
Однако двойное приемное гнездо не является абсолютно необходимым. Также можно удалить направляющую деталь с шарнирной опорой и, в соответствующих случаях, с коленно-рычажным соединением с одной стороны основного тела и установить ее на другую сторону. Таким образом, мыщелок может быть подготовлен на одной стороне, и после установки на другую сторону с тем же приемным гнездом на направляющей детали может быть подготовлен другой мыщелок. Поскольку в этом случае положение изогнутого шаблона фрезерования с его основным телом также не нужно изменять как таковое, выдерживается точное положение.
Крепежные отверстия целесообразно предусмотреть на основном теле и/или на направляющей кривой. Они позволяют закрепить положение изогнутого шаблона фрезерования, более конкретно независимо от его введения в базовую пластину. Надежность крепления и, поэтому, в конечном итоге также качество точности позиционирования, поэтому повышаются; в частности это дает возможность удалить базовый каркас.
В соответствии с одним конкретным аспектом изобретения, который также может заслуживать отдельной охраны, предусмотрены разные вставки для базового каркаса. На базовом каркасе может быть, таким образом, предусмотрена сменная выравнивающая вставка, причем упомянутая выравнивающая вставка предназначена для приема выравнивающего тела в определенном положении. Выравнивающим телом может быть, в частности, инструмент для протяжки кости, в частности шило или рашпиль для вскрытия медуллярной полости.
Направляющая деталь, описанная выше, обычно выполнена так, чтобы ось приемного гнезда для абразивного инструмента была ориентирована так, чтобы эта ось имела радиальную ориентацию. Это означает, что она направлена по существу к центру кривизны. Альтернативно, ось также может быть ориентирована поперек плоскости, определенной кривизной. Преимущество здесь заключается в том, что абразивный инструмент может быть введен в приемное гнездо со стороны. При достаточно большом абразивном инструменте, таким образом, на бедренной кости могут быть выполнены две формы мыщелка при движении по направляющей кривой. Однако предпочтителен вариант, при котором направляющая деталь с шарнирной опорой и, в соответствующих случаях, коленно-рычажным соединением может быть удалена с одной стороны основного тела и установлена на другую сторону. В этом случае абразивный инструмент имеет такие размеры, что может быть выполнен только один путь мыщелка, конкретно самый ближний. Преимущество здесь заключается в более точном контроле и дает возможность создать наклон из-за возможно немного наклонной оси в приемном гнезде направляющей детали пути мыщелка. Получаемый результат сравним с тем, который может быть достигнут при расходящихся осях в вышеописанной направляющей детали, имеющей двойное приемное гнездо.
Для того чтобы осуществить независимое крепление изогнутого шаблона фрезерования к кости, подлежащей механической обработке, целесообразно выполнить крепежные отверстия на основном теле и/или направляющей кривой. Они используются в основном в качестве замены для крепления посредством ориентирующего устройства на базовом каркасе, прикрепленном к кости, чтобы базовый каркас можно было снять при необходимости.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения, которое может заслуживать отдельной охраны, для базового каркаса предусмотрен набор вставок, которые могут быть установлены с возможностью замены в направляющую пластину. В этом случае, набор вставок может состоять, в частности, из выравнивающей вставки, вставки для фронтального распила, первой фрезеровочной вставки, второй фрезеровочной вставки и третьей фрезеровочной вставки с кулисой.
Выравнивающая вставка выполнена так, чтобы располагаться с возможностью замены в определенном положении на направляющей пластине, и имеет приемное гнездо для выравнивающего тела. Базовую пластину, поэтому можно четко позиционировать по отношению к выравнивающему телу. Целесообразно, чтобы выравнивающая вставка зависела от стороны, т.е. выравнивающая вставка "L" для имплантации левостороннего протеза и выравнивающая вставка "R" для имплантации правостороннего протеза. Следует сказать, что симметричная вспомогательная выравнивающая вставка, которая поэтому может быть использована на любой стороне, может быть также предусмотрена дополнительно в качестве вспомогательного приспособления.
Приемное гнездо для выравнивающего тела на выравнивающей вставке предпочтительно открыто на одной стороне. Это предпочтительно реализуется посредством сужения. Выравнивающее тело (оно обычно представляет собой приспособление, вставляемое в медуллярную полость кости, например, шило или фреза) таким образом, может быть легко введено в приемное гнездо и удалено из него с боковой стороны.
Набор вставок далее включает вставку для фронтального распила. Она имеет два пропила, выполненные в V-образной форме относительно друг друга и двухпозиционное крепление. Двухпозиционное крепление понимается как означающее крепление, которое определяет два альтернативных положения для крепления. Эти положения для крепления выбраны так, что пропилы расположены в одном случае для имплантации левостороннего протеза и в другом случае для имплантации правостороннего протеза. Целесообразным вариантом осуществления такого двухпозиционного крепления могут быть два отдельных крепежных отверстия или, предпочтительно, паз, конечные точки которого определяют соответственные два полярных положения крепления.
Набор оборудования предпочтительно также включает регулировочные шайбы для разных высот, которые предназначены для размещения на любой стороне на крае направляющей пластины. Конкретное расстояние направляющей пластины от кости может быть отрегулировано посредством этих регулировочных шайб. Это подходит, в частности, для случаев, когда костный материал уже был удален в предшествующей операции. Таким образом, можно компенсировать потерю материала. Регулировочные шайбы разных размеров предпочтительно включены в набор оборудования.
Набор далее включает первую вставку для фрезерования, которая может быть закреплена с возможностью замены в направляющей пластине. Она формирует определенное приемное гнездо для фрезы, причем упомянутое приемное гнездо предпочтительно также формирует упор по глубине для фрезы. Таким образом, обеспечивается, что фрезерование выполняется точно. В частности, фреза поэтому не уходит в сторону и, поэтому, не удаляет костный материал нежелательным образом сбоку, или спереди, или сзади. Упор по глубине кроме того обеспечивает, что костный материал удаляется только на глубину, необходимую для имплантации. Расстояние между приемным гнездом и шаблоном такое, что при введении фрезы остается некоторое расстояние, которое соответствует толщине стенки, которая должна быть оставлена на передней стороне коленной чашечки. Это достигается благодаря принудительному наведению фрезы даже в сложной операционной среде, более конкретно с менее опытным хирургом.
Набор оборудования предпочтительно кроме того включает щуп, который может быть прикреплен под точным углом к приемному гнезду на базовом каркасе. Положение шарнирной точки протеза может быть указано посредством этого щупа, более конкретно, предпочтительно в двух плоскостях ориентации.
Набор далее включает вторую вставку для фрезерования, которая может быть прикреплена с возможностью замены к направляющей пластине. Она имеет двойное приемное гнездо для приема фрезы, причем фреза может быть вставлена в любое приемное гнездо. В этом случае, двойное приемное гнездо предпочтительно выполнено так, что оно имеет разные упоры по глубине и, дополнительно, поперечное смещение. В этом случае поперечное смещение понимается как означающее, что фреза в одном положении двойного приемного гнезда в боковом/медиальном направлении расположена по-другому, чем в другом положении двойного приемного гнезда. То же самое относится и к упору по глубине, конкретно то, что фреза в одном из этих двух положений достигает большей глубины фрезерования, чем в другом положении. Двойное приемное гнездо предпочтительно выполнено так, что его участки перекрываются. После фрезерования в кости, таким образом, образуется соответствующая полость. Это является основой для дальнейшей работы, чтобы иметь возможность получить определенную форму для точной имплантации. Пространство максимального размера, поэтому может быть выполнено путем фрезерования без одновременного риска травмы окружающей костной стенки.
Следует отметить, что вспомогательная вставка для фрезерования, которая также имеет двойное приемное гнездо, также может быть предусмотрена в качестве второй вставки для фрезерования. Однако, это двойное приемное гнездо упрощено в том смысле, что оно предпочтительно имеет упоры одинаковой глубины и/или не имеет поперечного смещения. Поэтому могут быть выполнены более простые структуры полости. Эта вспомогательная вставка для фрезерования тогда, в частности, будет целесообразна, если необходимо выполнить только относительно небольшую полость.
Набор далее включает третью вставку для фрезерования, которая может быть прикреплена к направляющей пластине. Это создает кулису для глубинной фрезы, которая предпочтительно входит в ползун кулисы. При наличии кулисы полость может быть точно выполнена посредством глубинной фрезы. Кулиса в этом случае ограничивает движение глубинной фрезы в поперечном/медиальном направлении. Кроме того, движение фрезы во фронтальном/дорсальном направлении ограничено посредством окна кулисы. Ползун предпочтительно имеет рукоять, которая соосно окружает глубинную фрезу. Поэтому глубинная фреза может быть наведена более точно. Кулиса может кроме того иметь окна, чтобы визуально проверять процесс фрезерования.
Кулиса предпочтительно имеет упор по глубине. Также может быть предусмотрена вторая глубинная фреза, так что будут определены две разных глубины фрезерования. Это позволяет безопасно и более точно фрезеровать даже сложные полости.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления кулиса также может включать два направляющих рычага, соединенных друг с другом шарнирно. В этом случае приемное гнездо для глубинной фрезы может быть расположено на одном конце, а шарнирная оправка на вставке в направляющей пластине может быть предусмотрена на другом конце направляющих рычагов, соединенных друг с другом шарнирно. Фреза, таким образом, может быть направлена более точно в смысле принудительного наведения. Кроме того, этот вариант осуществления может иметь преимущество в том, что риск скашивания снижен. Оправка на вставке предпочтительно выполнена так, что направляющие рычаги, соединенные шарнирно, могут только быть подогнаны и разделены, если фреза не вставлена.
Направляющая для введения предпочтительно выполнена на направляющей пластине, в частности в форме ласточкиного хвоста. Разные вставки из набора, которые описаны выше, могут поэтому быть введены легко и расположены точно по отношению к направляющей пластине.
Набор оборудования предпочтительно также включает щипцы для введения изогнутого шаблона фрезерования. Эти щипцы плотно захватывают изогнутый шаблон фрезерования в определенном положении, причем щипцы взаимодействуют через выравнивающие ушки с выравнивающим устройством так, что щипцы имеют свободное положение, и поэтому изогнутый шаблон фрезерования, плотно удерживаемый в свободном положении щипцами для введения, также имеет свободное расположение относительно направляющей пластины. Этим значительно упрощается работа, поскольку изогнутый шаблон фрезерования, имеющий, в общем, относительно большие размеры, может быть таким образом расположен безопасно и точно. Поэтому неправильное позиционирование исключено.
Набор оборудования предпочтительно кроме того включает выравнивающие стержни для бокового размещения на базовом каркасе таким образом, чтобы они указывали в разные стороны друг от друга. На боковых сторонах базового каркаса предусмотрены выравнивающие отверстия для установки этих выравнивающих стержней.
Набор оборудования кроме того включает сверло, имеющее упор по глубине. Оно предназначено для создания приемных гнезд на кости позиционно точным и простым образом, причем упомянутые приемные гнезда предназначены для крепления штифтов эндопротеза.
Набор оборудования кроме того включает разные шила для выполнения выемки на кости, в частности медуллярной полости на бедренной кости. Он предпочтительно кроме того включает рашпиль/расширительное шило, черенок которого имеет выемку. Она выполнена так, чтобы принимать упорную пластину, которая действует, в частности, как упор по глубине. Рашпиль/расширительное шило предпочтительно выполнено так, что оно имеет 2, 3 или 4 режущие кромки. В этом случае, на режущих кромках расположены зубья, смещенные по вертикали друг от друга. Когда эти зубья поворачивают, костный материал удаляется в разных точках, так что поверхность кости сглаживается.
Набор оборудования предпочтительно кроме того включает шаблона направления, который используется для позиционирования базовой пластины и который действует на выравнивающее устройство. В частности, он предназначен для действия на рашпиль/расширительное шило, введенное в медуллярную полость, и поэтому для расположения базовой пластины точно относительно нее.
Ниже изобретение будет объяснено более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показан предпочтительный пример варианта осуществления, и на которых:
Фиг. 1 - базовый каркас.
Фиг. 2 – расширитель.
Фиг. 3 - элементы для выравнивания базового каркаса.
Фиг. 4 - шаблоны пиления и фрезерования для подготовки полости на конце бедренной кости.
Фиг. 5 - шаблон фрезерования с кулисой для точной обработки полости.
Фиг. 6 - инструменты для подготовки медуллярной полости.
Фиг. 7 - изогнутый шаблон фрезерования с основным телом.
Фиг. 8 - направляющая деталь для изогнутого шаблона фрезерования с Фиг. 7.
Фиг. 9 - фреза для мыщелков, введенная в направляющую деталь с Фиг. 8.
Фиг. 10 - щипцы для введения изогнутого шаблона фрезерования в базовую пластину.
Фиг. 11 - изображения, как расположена направляющая деталь на основном теле изогнутого шаблона фрезерования.
Фиг. 12 - кинематика направляющей детали на основном теле.
Фиг. 13 - альтернативные варианты осуществления направляющей детали.
Фиг. 14 - детали для выравнивания базового каркаса.
Фиг. 15 - детали для использования компенсирующих элементов с Фиг. 3.
Фиг. 16 - элементы для использования фрезы с Фиг. 3.
Фиг. 17 - альтернативное крепление регулировочных шайб.
Фиг. 18 - детали использования шаблона пиления с Фиг. 4.
Фиг. 19 - альтернативный вариант осуществления шаблона направления.
Фиг. 20 - вид спереди использования первого шаблона фрезерования с фрезой с Фиг. 4.
Фиг. 21 - альтернатива использования первой фрезы.
Фиг. 22 - детали использования второй фрезы с Фиг. 4.
Фиг. 23 - детали для использования кулисы шаблона фрезерования с Фиг. 5.
Фиг. 24 - альтернативный шаблон фрезерования с кулисой.
Фиг. 25 - крепежные устройства для вставок.
Фиг. 26 - иллюстрации взаимодействия между крепежными устройствами и вставками.
Набор оборудования, показанный как пример варианта осуществления на Фиг. 1-11, для имплантации эндопротеза коленного сустава, включает два шила 90, 91 (см. Фиг. 6) и рашпиль/расширительное шило 92 (см. Фиг. 2), базовый каркас 1, штифты 99, как крепежное устройство для крепления к бедренной кости, выравнивающую вставку 3, вставку для фронтального пиления 40, регулировочные шайбы 34, щуп 39, первую вставку для фрезерования 4, вторую вставку для фрезерования 5, третью вставку для фрезерования 6 как кулису и изогнутый шаблон фрезерования 7 с фрезой для мыщелков 85.
Базовый каркас 1 включает направляющую пластину 12 и шаблон 11, выступающий от нее вбок под прямым углом. Первая направляющая 20 лезвия пилы, которая используется для компенсации разных высот мыщелков, выполнена на шаблоне 11 в верхней части, и вторая направляющая 21 лезвия пилы, которая используется для механической обработки мыщелков с использованием феморальных сегментов, выполнена на шаблоне 11 в нижней части. Кроме того, отверстия 22 для крепежных штифтов выполнены на участке между направляющими лезвия пилы. На участке перехода к направляющей пластине 12 предусмотрены приемные отверстия 26 для регулировочных шайб, выровненные в направлении протяженности направляющей пластины 12.
Базовый каркас 1 может иметь разные размеры. В этом случае расстояние между базовой плоскостью 10 и направляющими 20, 21 лезвия пилы, а также приемными отверстиями 26 для регулировочных шайб идентично при разных размерах.
Направляющая пластина 12 выполнена с ее нижней стороной как базовой плоскостью 10. Она служит в качестве опорной поверхности для мыщелков бедренной кости. Плоскостность выполнена на верхней стороне и служит в качестве плоскости 14 для инструментов. Это базовая плоскость для разных вставок, которые устанавливают на направляющую пластину 12. В этом случае расстояние между базовой плоскостью 10 и плоскостью 14 для инструментов соответствует размеру импланта, который должен быть установлен. Линейная направляющая 2 расположена на любой стороне плоскости 14 для инструментов и включает два подрезанных края между плоскостью 14 для инструментов и верхней стороной направляющей пластины 12. Они служат в качестве направляющей в форме ласточкиного хвоста для вставок 3, 4, 5 и 6.
Фрезерованная выемка 15 выполнена на направляющей пластине 12 на каждой из боковых сторон. Она имеет такую глубину, что ширина между упомянутыми фрезерованными выемками соответствует ширине импланта, связанного с соответственной базовой пластиной 1. Фрезерованная выемка 15, таким образом, служит в качестве визуальной помощи для выбора размера импланта. Выравнивающее отверстие 23 с внутренней резьбой, которое указывает положение посредством ввинчиваемого выравнивающего стержня 38, выполнено в каждой фрезерованной выемке 15. Отверстия 28 для крепежных штифтов 99 выполнены рядом с фрезерованными выемками 15. На центральном участке направляющей пластины 12 выполнено центральное отверстие приблизительно прямоугольной базовой формы, которое действует своими двумя боковыми сторонами в качестве бокового ограничения 66 и посредством своего края 65', обращенного в другую сторону от шаблона, действует в качестве заднего ограничения для фрезерованной выемки. Направляющие пазы 17 для приспособления 75 для установки изогнутого шаблона фрезерования 7 выполнены на боковых сторонах 66. Направляющие 18 для миниатюрного сверла предусмотрены на любой стороне направляющей пластины 12 рядом с упомянутыми направляющими пазами. Задняя направляющая 19 лезвия пилы для механической обработки мыщелков выполнена на заднем участке рядом с задним ограничением 65' для фрезерованной выемки. На противоположном конце большого центрального отверстия диагональная направляющая для замены 16, 16' выполнена на конце, указывающем на шаблон 11, и ориентирована параллельно ему. На ее боковых сторонах упомянутая направляющая для замены имеет форму двойной кривой и таким образом формирует двухпозиционное приемное гнездо для вставки для фронтального пиления 40. Она устанавливается в положение, обозначенное ссылочным номером 16, для обработки при левосторонней имплантации и в положение, обозначенное ссылочным номером 16' для механической обработки при правосторонней имплантации.
Центральное крепление 14 предусмотрено в центре базовой пластины 12 над шаблоном 11. Упомянутое крепление используется для крепления отдельных вставок. Оно всегда расположено в одной и той же точке на базовом каркасе 1 при разных размерах, так что разные вставки могут быть легко использованы с базовым каркасом 1 другого размера. Свободные пространства 29 выполнены на каждой его стороне и создают необходимый зазор для крепежных штифтов на изогнутом шаблоне фрезерования 7 при его креплении к бедренной кости.
Рашпиль/расширительное шило, обозначенное в целом ссылочным номером 92, имеет несколько режущих кромок 93 в его нижней части, причем каждая кромка выполнена с некоторым числом зубьев 94. Участок уменьшенного диаметра 95 без зубьев примыкает к режущим кромкам 93 с зубьями 94. Над ним выполнена выемка 96. Эта выемка служит в качестве приемного гнезда для упорной пластины 97. Режущие кромки 93 предпочтительно выполнены в треугольной конфигурации, что означает, что предусмотрены три режущие кромки 93, которые расположены на угловом расстоянии 120°. Следует сказать, что также может быть предусмотрено другое число режущих кромок, в частности две режущие кромки или четыре режущие кромки (см. Фиг. 2b). В варианте осуществления, показанном на Фиг. 2а, расположение зубьев 94 выбрано так, что зубья 94 режущей кромки 93 расположены со смещением по вертикали по отношению к зубьям 94' соседней режущей кромки 93', если измерять от конца рашпиля/расширительного шила 92. Преимущество здесь заключается в том, что при повороте рашпиля/расширительного шила 92 достигается более равномерная форма костной стенки. Это сделано специально, чтобы сохранить кость в области рядом с краем. По этой причине оно имеет плоскую часть, которой оно ориентировано относительно края кости. После введения в медуллярную полость и соскабливания оно используется как развертка.
Рашпиль/расширительное шило 92 посредством своего верхнего участка над выемкой 96 служит в качестве выравнивающего средства и взаимодействует при этом с выравнивающей вставкой 3. Эта вставка имеет отверстие 31, которое открыто к боковой стороне посредством сужения 31'. Рашпиль/расширительное шило 92 может быть введено его выемкой 96 в отверстие 31 через сужение 31'. Таким образом, достигается такое относительное расположение рашпиля/расширительного шила 92 и базовой пластины 1, в котором вводят выравнивающую вставку 3. Выравнивающие стержни 38 ввинчивают в выравнивающие отверстия 23, при этом они указывают хирургу положение базового каркаса и, таким образом, служат в качестве выравнивающего средства. В показанном примере варианта осуществления отверстие 31 не ориентировано под прямым углом к базовой плоскости 10, а расположено под косым углом к ней. Отклонение от прямоугольного направления обозначено как угол ручки α (в этом примере 6 градусов) и является характеристическим размером для протеза. Для того, чтобы позволить хирургу видеть этот угол ручки, отверстие 30 также выполнено на выравнивающей вставке 3 и на щипцах, выступающих за переднее ограничение базовой пластины 1, при этом копирный штифт 30' вставляют через это отверстие 30, расположенное вне обрабатываемой бедренной кости, этим указывая хирургу угол ручки рашпиля/расширительного шила 92, введенного в медуллярную полость бедренной кости, которая должна быть механически обработана (см. Фиг. 14b и с).
Выравнивающая вставка 3 клиновидно скошена на ее боковых сторонах 33 (клиновый угол γ составляет от 4 до 10 градусов, предпочтительно 6 градусов), более конкретно, по меньшей мере на угол ручки α. С одной стороны, этим достигается достаточно точное положение в линейной направляющей 2, и, с другой стороны, в отличие от направляющей в форме ласточкиного хвоста вставка может быть удалена по направлению вверх, более конкретно, в конце процесса выравнивания (см. Фиг. 14).
Следует сказать, что вогнутость может быть предварительно выполнена путем механической обработки медуллярной полости бедренной кости с использованием фрезы 37, которая может иметь выемку 37', подобную выемке 96 на рашпиле/расширительном шиле 92, и может быть соответственно введена через сужение 31' в отверстие 31 (см. Фиг. 16). Фрезу 36 в этом случае наклоняют на такой же угол ручки α, как и рашпиль/расширительное шило 92. Таким образом, создается возможность фрезерования глубокого участка для стержня протеза. Максимальная глубина фрезерования в этом случае ограничена упором по глубине 37ʺ, выполненным как бурт стержня. Таким образом, требуемая эрозия может быть выполнена даже глубоко в кости, более конкретно под надлежащим углом, без необходимости в конкретных навыках для этой цели у хирурга.
Обычно базовый каркас 1 будет лежать своей базовой плоскостью 10 непосредственно на конце бедренной кости. Это не всегда так, однако, но, в частности, в случаях повторной операции и в других случаях, когда костный материал уже удален (если он был удален в ходе предыдущей операции или отсутствует из-за дефекта), регулировочные шайбы 35 могут быть размещены на нижней стороне 10 базовой пластины 1 (см. Фиг. 3). Они сформированы в пары и удерживаются посредством крепежных штифтов 36, которые вводят в приемные отверстия 26 на шаблоне 11 базовой пластины 1 (см. Фиг. 15а). Они доступны с разной толщиной (см. Фиг. 15b), так что с их помощью можно выполнить точную регулировку. Альтернативы для регулировочных шайб показаны на Фиг. 17. Простейшая альтернатива заключается в размещении регулировочных винтов на крае базового каркаса (см. Фиг. 17а). Могут быть также предусмотрены альтернативные регулировочные шайбы 35, 35' для формирования основы, которые удерживаются за счет плотной посадки на боковых сторонах посредством крючковых или штифтовых соединений (см. Фиг. 17b и с). Эти регулировочные шайбы также могут быть предусмотрены в нижней части с отверстиями под штифты, через которые вводят крепежные штифты 99 (см. Фиг. 17d).
Если положение базового каркаса 1 затем определяют посредством выравнивающей вставки 3, базовый каркас фиксируют относительно бедренной кости путем введения крепежных штифтов 99 в отверстия 28. Затем выравнивающая вставка 3 и рашпиль/расширительное шило 92 могут быть удалены. Средства, используемые для позиционирования, в частности выравнивающие стержни 38 и копирный штифт 30', также удаляют.
Посредством медицинской пилы как таковой, которая более подробно здесь не описана, затем могут быть обработаны мыщелки на дорсальном конце с использованием задней направляющей 19 лезвия пилы (см. Фиг. 18с). На следующем этапе вставку 40 для фронтального пиления вводят в соответствующую диагональную направляющую для замены 16, 16', более конкретно, независимо от левосторонней или правосторонней имплантации. Ориентацию, заданную двойной выемкой 16, 16' в форме дуги, определяют двухпозиционной фиксацией через паз 42 в каждом из концевых положений 43, 43', крепежный винт 13 которого ввинчивают в центральное крепление 14. Затем обрабатывают переднюю сторону мыщелка вдоль V-образных направляющих 41, 41' лезвия пилы посредством медицинской пилы, известной как таковая (см. Фиг. 18а, b).
На следующем этапе плоскость вращения может быть зафиксирована в одном направлении посредством щупа 39, который вставляют в паз 27 на базовом каркасе 1, и затем плоскость вращения в другом направлении, ориентированная поперек первому упомянутому направлению, может быть зафиксирована путем введения в паз 40, 40' для пиления. Точка поворота определена точкой пересечения плоскостей вращения. Альтернативная реализация показана на Фиг. 19. Она включает мостовую опору в качестве шаблона направления 39' с разметкой 39ʺ на каждой стороне. Шаблон направления 39' вводят в приемные пазы 17 на базовом каркасе 1, и ориентация базового каркаса 1 может быть установлена подходящим по форме соединением, полученным таким образом. Длина разметки 39ʺ такая, что разметка показывает на своем конце соответствующее полученное положение точки поворота Z (см. Фиг. 19b и с). Это позволяет быстро осуществлять выравнивание, которое можно легко проверить.
На следующем этапе первую вставку для фрезерования 4 вводят в базовый каркас 1 и фиксируют посредством центрального крепления 14, которое доступно через отверстие 44, и посредством крепежного винта 13. Вставка 4 имеет большое центральное отверстие 45 с выступающей вверх направляющей втулкой 45', которая формирует приемное гнездо для фрезы 49. Она имеет бурт 49' в своей верхней части, причем упомянутый бурт взаимодействует с верхним краем направляющей втулки 45' таким образом, что образуется упор по глубине для фрезы 49. Таким образом создается часть вогнутости в медуллярной полости, необходимой для имплантации, и, с другой стороны, высота стенки, оставленной разверткой, уменьшается в передней области (см. Фиг. 19). Уменьшение высоты стенки в передней области может быть альтернативно достигнуто посредством долота 46, которое показано на Фиг. 20. Долото 46 имеет основное тело, которое в поперечном сечении имеет форму сегмента дуги окружности, и на заднем конце имеет ударную головку 46', также служащую упором по глубине. Направляющий паз 47, дополнительный к форме поперечного сечения долота 46, выполнен в базовом каркасе 1 на шаблоне 11.
На следующем этапе первую вставку для фрезерования 4 заменяют на вторую вставку для фрезерования 5. Она имеет двойное приемное гнездо 51, которое имеет восьмиугольное поперечное сечение и формирует два приемных положения 52, 53 для фрезы 59. Два приемных гнезда 52, 53 расположены не по центру, а с разным смещением по отношению к боковой стороне (с боковым смещением). Каждое из двух приемных положений 52, 53 снабжено выступающей вверх втулкой 52', 53'. Фреза 59 на верхнем участке имеет выступающий бурт 59', который взаимодействует с верхним краем втулки 52', 53' соответствующего приемного гнезда 52, 53 и, таким образом, образует упор по глубине для фрезы 59 (см. Фиг. 22а). Таким образом, может быть предварительно сформирована большая часть полости для приема импланта. Следует сказать, что вторая вставка для фрезерования 5, подобно первой вставке для фрезерования 4, точно устанавливают на базовом каркасе 1 посредством отверстия 54 на одной линии с центральным креплением.
Из-за разных упоров по глубине двух приемных гнезд 52, 53 двойного приемного гнезда 51 может быть эффективно выполнена полость в кости. Если это не является необходимым, может быть предусмотрена упрощенная вторая вставка для фрезерования 5', которая имеет двойное приемное гнездо 55 без бокового смещения. Здесь упоры по глубине могут быть расположены на одной высоте (см. Фиг. 22b); не следует, однако, исключать, что они могут быть расположены на разной высоте (в соответствии с рисунком на Фиг. 22а).
Также следует сказать, что вторая вставка для фрезерования 5 входит в набор оборудования в двух вариантах. Один вариант предназначен для левосторонней имплантации, и второй вариант, который имеет осевую симметрию, предназначен для правосторонней имплантации (см. фрезерующие вставки 5 на Фиг. 4, помеченные "L" и "R").
На следующем этапе вторую вставку для фрезерования 5 заменяют третьей вставкой для фрезерования 6, которая выполнена в форме разрезной вставки (см. Фиг. 5 и 23а-с). Она имеет два разрезных окна 60, 61, ориентированных Т-образно и два смотровых окна 62, 63. Разрезное окно 60 выполнено как паз и служит в качестве приемного гнезда для крепежного винта 13, посредством которого разрезная вставка направляется на базовом каркасе 1. Поэтому разрезную вставку 6 можно перемещать назад и вперед как фронтально, так и дорсально. Ползун 65 разрезной вставки вводят с возможностью перемещения в поперечно ориентированное окно 61 разрезной вставки, причем ползун имеет рукоять 64 с приемным гнездом 67 для фрезеровального инструмента 68, 69. Фрезеровальными инструменты 68, 69 являются фреза для предварительного фрезерования и фреза для окончательного фрезерования, которые предназначены для фрезерования на разную глубину посредством упорного бурта 68', 69', расположенного на разном расстоянии от наконечника (см. Фиг. 5 и Фиг. 23с). Они могут быть введены через центральное отверстие 67 в рукояти 64 в ползун 63. Путем перемещения ползуна 63 по окну 61 и путем перемещения разрезной вставки 6 по окну 60 (движение по осям x/y), можно осуществлять фрезерование полости с прямоугольным поперечным сечением с высокой точностью. Благодаря точному наведению разрезной вставки может быть получена полость с высокой размерной точностью, и, таким образом, в полости бедренной кости может быть подготовлено коробчатое приемное пространство для протеза коленного сустава.
Альтернативный вариант осуществления разрезной вставки 6 показан на Фиг. 24. Это шарнирная разрезная вставка 6'. Она имеет два направляющих рычага 60', 61', шарнирно соединенных друг с другом. На одном конце они установлены с возможностью поворота посредством шарнирного пальца 62' на основной пластине вставки 6', и на другом конце выполнено приемное гнездо 67' для фрезеровальных инструментов 68, 69. U-образный путь 63' для разрезной вставки вырезан на базовой пластине разрезной вставки 6', и фрезеровальный инструмент 68, 69, вставленный в приемное гнездо 67', принудительно перемещается по упомянутому пути направляющими рычагами 60', 61'. Шарнирный палец 62' имеет сплющенную часть 64', так что направляющие рычаги 60', 61' могут быть установлены на нее и удалены с нее только в определенном положении. Сплющенная часть 64' здесь выровнена так, что в установочном положении приемное гнездо 67' расположено рядом с путем 63' разрезной вставки. Таким образом, обеспечивается, что процессы сборки и разборки могут быть выполнены только тогда, когда фрезеровальный инструмент 68, 69 удален.
Дополнительное крепление вставок 3, 4 и 5 в базовом каркасе 1 показано на Фиг. 25. Отверстие для крепления 14 на базовом каркасе выполнено дважды, более конкретно один раз для левой стороны 14' и один раз для правой стороны 14ʺ. Крепежные отверстия 34, 44 и 54 на вставках 3, 4 и 5 выполнены как канавки 34', 34ʺ, проходящие до края и смещенные вбок по отношению друг к другу, в зависимости от того, предназначена ли соответствующая вставка для левосторонней или правосторонней имплантации. Крепящий рычаг 66' включает колено 66ʺ на конце ручки. Крепящий рычаг 66' может быть введен в ориентации, показанной на Фиг. 25b, в одно из крепежных отверстий 14', 14ʺ с боковой стороны. При перемещении крепящего рычага 66' колено 66ʺ перемещается под прямым углом, посредством чего достигается эффект фиксации. Для того, чтобы избежать случайного срабатывания крепящего рычага 66', предпочтительно должен быть предусмотрен фиксирующий болт 14'ʺ, который вводят в базовый каркас 1 сбоку и который соосно примыкает к сплющенной части 66'ʺ стержня таким образом, что стержень и, поэтому, крепящий рычаг 66' не могут поворачиваться. Крепящий рычаг 66' тогда может быть перемещен только после удаления крепящего болта 14'ʺ. Целесообразно, чтобы соответствующие вставки были снабжены на их нижней стороне высверленным отверстием 50' в том случае, когда вставка 5' должна быть зафиксирована против подъема (см. Фиг. 26а), и/или канавкой 34', 34ʺ и расширенным концом в том случае, если вставка 3' должна быть зафиксирована против смещения (см. Фиг. 26b). Открытое положение показано на каждом из двух более мелких изображений (наверху на Фиг. 26а и слева на Фиг. 26b), а также показано закрытое положение (внизу на Фиг. 26а и справа на Фиг. 26b).
После формирования коробчатого приемного пространства в бедренной кости необходимо механически обработать скользящие пути на мыщелках. Ссылка делается, в частности, на Фиг. 7-10. Для обработки мыщелков используется изогнутый шаблон фрезерования 7. Его вводят посредством щипцов 75. Щипцы состоят из двух половин 73, которые на передних концах имеют два захвата 79 плотно взаимодействующие с изогнутым шаблоном фрезерования 7. На наружной поверхности половин выполнены выравнивающие ушки 77 обращенные в стороны друг от друга. Они выполнены так, что они соответствуют форме направляющих пазов 17 на базовом каркасе 1. Точное позиционирование изогнутого шаблона фрезерования 7 относительно базового каркаса 1 таким образом обеспечивается при введении щипцов 75 в базовый каркас 1, при этом выравнивающие ушки 77 плотно входят в направляющие пазы 17 (см. Фиг. 10). Следует сказать, что изогнутый шаблон фрезерования 7 доступен в разных (предпочтительно четырех) размерах, причем позиционирование посредством щипцов 75 обеспечивается путем плотного зацепления в направляющих пазах 17 независимо от используемого размера.
Изогнутый шаблон фрезерования 7 включает основное тело 70, базовая форма которого приблизительно соответствует кубовидной коробке (см. Фиг. 7). Канавки, проходящие вертикально сверху вниз, выполнены на боковых сторонах изогнутого шаблона фрезерования. Эти канавки используются для надежного и сохраняющего положение крепления в полости бедренной кости. На верхней стороне основного тела 70 выполнен выступающий вверх сегмент дуги окружности 72, который выполнен как одно целое и охватывает угловой диапазон приблизительно от 100 до 120 градусов и в передней части опущен приблизительно до половины высоты основного тела 70. В области рядом с краем он имеет утопленную направляющую кривую 74 на одной из его боковых сторон. Упомянутая кривая ограничена полотном в направлении верхнего края сегмента дуги окружности 72, причем на направленном вниз переднем участке выполнено удлинение 74' направляющей кривой 74 без полотна. Таким образом, создано отверстие, через которое повторитель 84 направляющей детали 8 может быть введен в направляющую кривую 74 или удален из нее. Это может быть сделано только в положении, когда повторитель 84 расположен на участке продления 74'. Направляющая кривая 74 закрыта на другом, заднем конце и образует упор 76 для повторителя 84.
От задней стороны основного тела 70 двойная прорезь проходит до верхней стороны основного тела 70. Поперечно ей расположено приемное отверстие для крепежного винта. Он служит в качестве шарнирной опоры 78 для коленно-рычажного соединения 80, свободный конец которого выступает от основного тела 70 и может перемещаться по двойной прорези (см. Фиг. 7, 11). На своем свободном конце коленно-рычажное соединение 80 имеет шарнирный палец 81, поперечное сечение которого приблизительно прямоугольное с прямыми длинными сторонами и выпуклыми короткими сторонами в форме дуги окружности (см. Фиг. 11а). Между выпуклыми короткими сторонами в форме дуги окружности шарнирный палец 81 имеет меридиан наибольшей ширины D и между прямыми сторонами меридиан наименьшей ширины d.
Направляющая деталь 8 обычно имеет Т-образную форму с поперечным сегментом 89 и продольным сегментом 88 (см. Фиг. 8). В каждой из наружных областей на поперечном сегменте 89 расположено ступенчатое отверстие 87 с буртиком по периметру. Упомянутые ступенчатые отверстия ориентированы их осями 87' так, что они образуют угол β от 75 до 85 градусов, предпочтительно 80 градусов, с поперечным сегментом 89. Оси 87' поэтому расходятся. Ступенчатое отверстие 87 образует направляющую для фрезы 85 для мыщелков, которую вводят через боковое отверстие 82 в ступенчатое отверстие 87. Фреза 85 для мыщелков включает режущую головку и стержень, на котором выполнено цилиндрическое утолщение 86, удаленное от режущей головки. Поскольку оно устанавливается на периферический буртик ступенчатого отверстия 87, оно ограничивает глубину фрезерования.
Продольный сегмент 88 направляющей детали 8 угловой, он образует угол приблизительно от 15 до 25 градусов, предпочтительно 20 градусов, с плоскостью, перекрываемой осями 87'. Повторитель 84 расположен сбоку на продольном сегменте 88 и направляет направляющую деталь 8 по направляющей кривой 74. На свободном конце продольный сегмент 88 выполнен раздвоенным и снабжен поперечным отверстием, которое служит в качестве шарнирной опорной втулки 83. Оно открыто в направлении свободного конца через сужение 83'. Ширина сужения 83' имеет такую величину, что она больше меридиана наименьшей ширины 82 и меньше меридиана наибольшей ширины 82'. Если шарнирная опорная втулка 83 и шарнирный палец 81 ориентированы так, что сужение 83' контактирует с меридианом наименьшей ширины 82, направляющая деталь 8 может быть перемещена своей шарнирной опорной втулкой 83 на шарнирный палец 81, и в любой другой ориентации шарнирный палец 81 не может проходить через сужение 83'. Таким образом, создан угловой замок, который может быть открыт и закрыт только в одном положении, а в других положениях он закрыт (см. Фиг. 11а и b).
Шарнирный палец 81 ориентирован на коленно-рычажном соединении 80 так, что направляющая деталь 8 может быть подсоединена и удалена только в удлиненном положении, когда направляющая деталь 8 образует линию с коленно-рычажным соединением 80 (см. Фиг. 11а).
Если направляющую деталь 8 необходимо подсоединить, ее вводят через посредство ее повторителя 84 в области удлинения 74' в направляющую кривую, причем направляющую деталь 8 располагают в угловом положении (т.е., не удлиненном) относительно коленно-рычажного соединения 80. Шарнирный палец 81 поэтому не может проходить через сужение 83'. Направляющая деталь 8, введенная в направляющую кривую 74, поэтому надежно крепится к коленно-рычажному соединению 80 (см. Фиг. 11b).
Кинематика, достигнутая таким образом при наведении фрезы 85 для мыщелков, показана на Фиг. 12 как многофазная диаграмма. Шарнирная опора 78 показана внизу в средней части изображения. Она формирует фиксированную точку поворота для кривой наведения, состоящей из направляющей кривой 74, направляющей детали 8 и коленно-рычажного соединения 80. Направляющая деталь 8 наводится посредством своего повторителя 84 во всем шарнирном диапазоне по направляющей кривой 74. Направляющая кривая 74 имеет увеличивающуюся кривизну (слева направо на этой Фигуре), в результате чего радиальное расстояние между шарнирной опорой 78 и повторителем 84 увеличивается. В результате, фреза 85 для мыщелков, введенная в направляющую деталь 8 не только все больше отдаляется от шарнирной опоры 78 (она, таким образом, описывает все большую дугу), но и изменяет свою ориентацию. Из-за шарнирного сочленения через коленно-рычажное соединение 80, направляющая деталь поворачивается, так что ось 87 фрезы 85 направлена к шарнирной опоре 78 в начале движения шарнира, но все больше поворачивается в дорсальном направлении (направо на Фиг. 12) при движении направляющей детали 8 по направляющей кривой. Таким образом, фреза 85 создает на кости форму мыщелка, причем текущий центр поворота фрезы не является неподвижным при сгибании коленного сустава, а сдвигается в дорсальном направлении. Таким образом, становится возможным путь движения, который практически полностью соответствует пути движения естественного коленного сустава и поэтому физиологически исключительно благоприятен для протеза коленного сустава, имплантируемого с помощью оборудования согласно изобретению. Протезы коленного сустава, имплантируемые таким образом, обеспечивают наилучшие предпосылки для длительного успеха терапии без необходимости повторной терапии спустя короткий период времени.
Альтернативный вариант осуществления направляющей детали для фрезерования разных мыщелков показан на Фиг. 13а и b. В этом случае предусмотрены направляющие детали 8', 8ʺ, служащие для приема горизонтальной фрезы 85', 85ʺ. В варианте, показанном на Фиг. 13а, горизонтальную фрезу устанавливают с боковой стороны в направляющую деталь 8' и устанавливают там на одной стороне. Кинематика движения соответствует показанной на Фиг. 12. В варианте, показанном на Фиг. 13b, коленно-рычажное соединение и направляющая деталь 8ʺ расположены снаружи, и горизонтальную фрезу 85ʺ вводят через направляющую деталь 8ʺ. В этом варианте необходимо повторно установить коленно-рычажное соединение и направляющую деталь 8ʺ, чтобы обработать другую сторону.
Оборудование кроме того включает набор шил для создания и подготовки гнезда для приема протеза в бедренной кости. Набор шил (см. Фиг. 6) включает шило для получения доступа 90, которое используется для вскрытия медуллярной полости бедренной кости. Посредством разверток 91 разных длин и диаметров, которые, предпочтительно, включены в набор, медуллярную полость последовательно расширяют. Кроме того включен специальный рашпиль/расширительное шило 92 с упорной пластиной 97, который описан выше. И наконец, предусмотрено миниатюрное сверло 98 с упором, которое вводят в направляющие для сверла, чтобы выполнить приемные гнезда для крепящих штифтов (не показаны) на мыщелочной части эндопротеза коленного сустава
Реферат
Изобретение относится к медицине. Оборудование для установки протеза сустава, в частности феморального компонента протеза коленного сустава, на конце кости, в частности бедренной кости, включает базовый каркас, крепежное устройство для размещения базового каркаса на кости в фиксированном положении, изогнутый шаблон фрезерования с основным телом и направляющей деталью и выравнивающее устройство. Базовый каркас имеет направляющую пластину и шаблон, выступающий от нее вбок. Направляющая деталь перемещается по направляющей кривой относительно основного тела и имеет приемное гнездо для абразивного инструмента. Выравнивающее устройство направляет изогнутый шаблон фрезерования в четко определенное относительное положение, когда изогнутый шаблон фрезерования вводят в базовый каркас. Направляющая деталь установлена через повторитель с направляющей кривой и через шарнирную опору с возможностью поворота на основном теле. Изобретение обеспечивает более точную имплантацию. 37 з.п. ф-лы, 26 ил.
