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Dokumentenidentifikation DE69932604T2 09.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001063928
Titel PERKUTANES CHIRURGISCHES AUSHÖHLUNGSGERÄT
Anmelder University of Washington, Seattle, Wash., US
Erfinder MIRZA, K., Sohail, Bellevue, WA 98006, US
Vertreter Arnold und Kollegen, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69932604
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.03.1999
EP-Aktenzeichen 999125222
WO-Anmeldetag 15.03.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/05593
WO-Veröffentlichungsnummer 1999047055
WO-Veröffentlichungsdatum 23.09.1999
EP-Offenlegungsdatum 03.01.2001
EP date of grant 02.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.08.2007
IPC-Hauptklasse A61B 17/32(2006.01)A, F, I, 20051224, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A61B 17/16(2006.01)A, L, I, 20051224, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines Hohlraumes in einem Weichteil oder Knochen in einer minimal invasiven Weise. Speziell betrifft sie eine Vorrichtung, die perkutan, wie mittels einer Nadel oder Kanüle, eingesetzt werden kann und dann auf eine Drehung im Durchmesser erweitert wird, um einen inneren Hohlraum mit einem Radius mehrere Male dem der Einsetzöffnung zu bilden.

Hintergrundinformation

Die Minimierung von Schaden an Patienten während der ärztlichen Behandlung wurde eine leitender Grundsatz von Ärzten seit den Tagen von Hippokrates. Für Chirurgen hat dieser Grundsatz eine Minimierung der chirurgischen Schädigung an dem Patienten bedeutet, während gleichzeitig die Ziele der chirurgischen Verfahrensweise erreicht werden. Einige praktische Anwendungen dieses Grundsatzes haben neue Niveaus des Erfolgs mit den technischen Fortschritten minimal invasiver Chirurgie erreicht. Techniken, die indirekte und direkte Visualisierungsverfahren verwenden, ermöglichen die Durchführung von chirurgischer Tätigkeit durch kleine Öffnungen hindurch. Diese Techniken wurden für erfolgreiche klinische Anwendungen insbesondere über die vergangenen zehn Jahre verfeinert. Orthopädische, gynäkologische und thorakoabdominale chirurgische Techniken wurden durch den Fortschritt in minimal invasive chirurgische Techniken umgestaltet. Minimal invasive Techniken werden auch bei neurochirurgischen Verfahren verwendet, um die chirurgische Schädigung an kritischen Nervengeweben zu minimieren. Außerdem wurden Techniken entwickelt, um eine perkutane Entnahme von Bandscheiben zu ermöglichen.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US-A-3 702 611 bekannt, welche nicht in einer minimal invasiven Weise verwendet werden kann.

Eine Vorrichtung zum Bilden eines intervertebralen Hohlraums mit einem Radius größer als dem der Eintrittsöffnung ist in U.S. Patent Nr. 5,062,845 und 5,445,639 gezeigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 für perkutane chirurgische Hohlraumbildung mit einem verlängerten Schaft und einer über ein Gelenk verbundenen Schneidspitze mit feststehender Länge. Das Gelenk ermöglicht eine winklige Auslenkung der Schneidspitze relativ zu dem verlängerten Schaft, wenn die Vorrichtung mit ausreichender Geschwindigkeit gedreht wird.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen vergrößerten Hohlraum mit einem Radius größer als dem der perkutanen Zugangsöffnung zu bilden.

Gemäß einem Verfahren zur Verwendung der vorliegenden Erfindung umfasst die perkutane Bildung eines Hohlraums innerhalb eines Körpers die Schritte Schaffen einer perkutanen Zugangsöffnung, Einsetzen einer Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, Drehen der Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um zu bewirken, dass die Schneidspitze von einem Zugang der Drehung der Vorrichtung weg auslenkbar ist, und Zurückziehen der Vorrichtung durch die perkutane Zugangsöffnung hindurch, welche einen Radius kleiner als der des gebildeten Hohlraums hat.

Gemäß anderen Aspekten des Verfahrens kann die Vorrichtung axial vorgerückt oder zurückgezogen werden, um die Länge des Hohlraums zu vergrößern, mehrere miteinander verbundene Hohlräume können gebildet werden, abgetragenes Material kann durch Spülung und Absaugung entfernt werden, und Austauschmaterial kann durch die perkutane Zugangsöffnung hindurch in den Hohlraum eingespritzt werden.

Die vorliegende Erfindung kann auch bei einem Verfahren zum perkutanen prophylaktischen Austausch eines osteoporotischen Knochens verwendet werden, bei welchem ein Hohlraum in dem geschwächten Knochen gebildet und durch ein Material mit erhöhter Festigkeit durch den perkutanen Zugang hindurch und ohne invasive offene Chirurgie ersetzt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Teile durch die verschiedenen Figuren der Zeichnungen hindurch zu bezeichnen, wobei:

1 ist eine schematische Ansicht des distalen Abschnitts einer Vorrichtung zur perkutanen chirurgischen Hohlraumbildung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine Draufsicht davon;

3 ist eine Ansicht wie 1, in welcher jedoch ein frei drehbarer Spitzenabschnitt 90° relativ zu einer Drehachse für den Schaft geschwenkt wurde;

4 ist eine Untersicht davon;

5 ist eine Draufsicht davon;

6 ist eine bildhafte Ansicht wie die in 3-5 gezeigte;

7 ist eine bildhafte Ansicht wie die in 1 und 2 gezeigte;

816 sind Scheitel- (Vorder-) Schnittansichten durch ein menschliches rechtes Hüftgelenk hindurch, die aufeinanderfolgende Schritte zum Ersetzen von erkranktem Knochengewebe durch Transplantatmaterial oder Knochentransplantatersatzstoffen zur prophylaktischen Fixierung eines geschwächten osteoporotischen Knochens in dem proximalen Oberschenkel zeigen;

17 zeigt eine Pfeil/Scheitel-Schnittansicht von benachbarten Wirbelkörpern, zwischen welchen ein im Wesentlichen halbkugelförmiger Hohlraum gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wurde;

18 zeigt eine ähnliche, nicht geschnittene Ansicht, welche die relative Lage der Eintrittsöffnung und des inneren vergrößerten Hohlraums abbildet;

19 und 20 zeigen die Bildung eines Zwischenwirbelhohlraums, der gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, wobei ein Abschnitt der Bandscheibe und Abschnitte der benachbarten Wirbelkörper entfernt wurden;

2123 zeigen Ansichten wie jene, die in 17, 19 und 20 gezeigt sind, bei welchen jedoch der innere Hohlraum in der Form im Wesentlichen zylindrisch ist;

24 und 25 zeigen einen menschlichen dritten Lendenwirbel von oben betrachtet und die relative Platzierung von Zwischenwirbelhohlräumen, die gemäß einem Verfahren zur Verwendung der vorliegenden Erfindung gebildet werden; und

26 und 27 sind Fuß- (Unter-) Ansichten eines menschlichen weiblichen Beckens, welche die Verwendung der vorliegenden Erfindung für eine Kreuzbein- (SI) Gelenkfusion zeigen.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist besonders für drei verschiedene Zwecke geeignet. Der erste ist die Verstärkung von geschwächtem Knochengewebe. Die Hauptanwendung dieses Zwecks ist, Frakturen der Hüfte (Hals des proximalen Oberschenkels) zu verhindern. Zweitrangig kann er bei einem chirurgischen Verfahren der Wirbelsäule angewendet werden, um Rückenschmerzen zu reduzieren oder zu beseitigen, die durch ein Trauma oder eine degenerative Erkrankung verursacht werden. Außerdem kann er für die Prävention oder Behandlung von Frakturen der distalen Speiche (Handgelenk) oder des proximalen Oberarmknochens (Schulter) verwendet werden.

Die zweite Hauptanwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für die Abtragung von zystischen Läsionen eines Knochens (Tumore) oder bei einem Weichteil (Schädelhirntumore). Die dritte Grundsatzanwendung der vorliegenden Erfindung ist für die Zwischenwirbel- oder Kreuzbeingelenkfusion, um Rückenschmerzen zu reduzieren oder zu beseitigen.

Osteoporose ist das häufigste Problem bei Patienten mit Muskulaturerkrankungen. Frakturen von Osteoporose treten in tragenden Bereichen des Skeletts mit großen Mengen an weicher, poröser Spongiosa. Diese Bereiche sind die Metaphysengebiete von langen Knochen, wie Speiche, Oberschenkelknochen, Oberarmknochen, und der mittlere Abschnitt von Wirbelkörpern. Diese Erfindung kann eine Prävention einiger der verheerenden Konsequenzen von Frakturen eines von Osteoporose betroffenen Knochens ermöglichen.

Osteoporose vermindert die Belastbarkeit des Knochens. Diese Schwächung des Knochens führt zu einer erhöhten Anfälligkeit gegen Fraktur. Mit fortgeschrittener Osteoporose können sogar normale Belastungen aus regelmäßigen täglichen Aktivitäten zu Frakturen führen. Die häufigsten Frakturstellen sind Wirbelsäule, Handgelenk und Hüfte. In vielen Fällen ist eine Hüftfraktur nicht das Ergebnis eines Sturzes, sondern vielmehr ist der Sturz das Ergebnis einer Hüftfraktur, die lediglich durch Stehen oder Gehen verursacht wird. Die Bevölkerung, die durch diese Frakturen gefährdet ist, wurde durch umfangreiche epidemiologische Studien ermittelt. Diese gefährdete Bevölkerung wächst in der Anzahl, wie die "geburtenstarke" Generation altert. Ebenso erhöht die steigende Lebenserwartung den prozentualen Anteil der älteren Erwachsenen an der Gesamtbevölkerung. Ferner betreiben diese älteren Erwachsenen aktivere Lebensweisen. Diese Lebensweisen werden durch Osteoporose zunehmend eingeschränkt. Andere Patienten mit Risiko für Osteoporose und deren Komplikationen sind Transplantatempfänger und Patienten mit entzündlichen Erkrankungen, die eine langfristige steroide Verwendung erfordern. Patienten mit chronischen Zuständen, die eine permanente Medikation, wie antiepileptische Arzneimittel, erfordern, sind auch durch osteoporosebedingte Frakturen gefährdet.

Pathologische Läsionen von einer metastatischen Erkrankung schwächen auch die Fähigkeit des Knochens, normalen Belastungen zu widerstehen. Diese Läsionen könnten mit einer Vorrichtung zur minimal invasiven Hohlraumbildung stabilisiert werden. Die Vorrichtung würde das von Tumor befallende Gewebe zerstören, was eine Evakuierung des verflüssigten Tumorgewebes mit Spülung und Absaugung erlaubt. Der Hohlraum könnte entweder mit einspritzbaren Transplantatmaterialien oder mit Knochentransplantatersatzstoffen, wie chirurgischem Knochenzement, gefüllt werden. Eine prophylaktische Fixierung dieser Läsionen könnte Frakturen potentiell vermeiden und eine damit verbundene Morbidität verhindern. Hämostatische, chemotherapeutische und antibakterielle Materialien können in das einspritzbare Transplantatmaterial einbezogen werden.

Bioabsorbierbare Zusammensetzungen sind idealerweise für eine prophylaktische Verstärkung des geschwächten Knochens geeignet. Mit Hydroxyapatit verbundene Zusammensetzungen könnten eventuelle implantatbedingte Probleme vermeiden. Methylmethacrylat könnte ebenso verwendet werden. Antibiotische Imprägnierung des Transplantatmaterials könnte ferner das potentielle Risiko einer Infektion verringern.

Die prophylaktische Fixierung eines osteoporotischen Knochens ist wegen der chirurgischen Morbidität, die mit invasiven Fixierungsverfahren verbunden ist, gegenwärtig nicht in Benutzung. Um wirksam und zweckmäßig zu sein, muss ein prophylaktisches Fixierungsverfahren minimal invasiv sein und sehr geringe Risiken von verfahrensbedingten Komplikationen mit sich bringen. Zuvor existierten keine Verfahren zur perkutanen prophylaktischen Fixierung eines geschwächten osteoporotischen Knochens. Bestehende Verfahren erfordern Vollnarkose, große Einschnitte, Blutverlust, und sind mit langen Genesungszeiten und Nachfolgeschmerzen verbunden. Diese Bedenken beschränken die Fähigkeit der prophylaktischen Fixierung geschwächter Knochen bei Patienten, die Osteoporose haben, da sie im Allgemeinen ältere Patienten mit anderen bedeutenden, nebeneinander bestehenden medizinischen Zuständen sind, die sie auf ein höheres Risiko für Anästhesie und nachfolgende Komplikationen platzieren. Die Risiko/Nutzen-Skala könnte sich dramatisch verschieben, wenn diese chirurgischen Bedenken verringert werden. Die Fähigkeit, ein solches Verfahren perkutan durchzuführen, würde die Verwendung von Lokalanästhesie und Operation auf einer ambulanten Basis ermöglichen.

Das Hohlraumbildungswerkzeug nach der vorliegenden Erfindung kann perkutan eingesetzt werden, um eine Verstärkung des Knochens in kritischen Gebieten ohne invasive offene Chirurgie zu ermöglichen. In den meisten Fällen könnte eine Lokalanästhesie verwendet werden. Ohne dem Bedarf an Vollnarkose könnten narkosebedingte Komplikationen vermieden werden. Minimale Einschnitte würden Nachfolgeschmerzen und das Infektionsrisiko verringern.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung könnte auch für Gelenkversteifungen (Fusionen) verwendet werden. Zuvor wurden Gelenkfusionen mittels offener Methoden durchgeführt. Gelegentlich werden Arthroskopietechniken verwendet. Für Zwischenwirbelfusion in der Wirbelsäule haben gegenwärtige und vorherige Techniken Laparoskopiechirurgie angewendet. Diese Techniken erfordern noch die Aufnahme in einen standardmäßigen Operationsraum und Vollnarkose. Das Hohlraumbildungswerkzeug nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine perkutane Fusion, die unter Lokalanästhesie als ein ambulantes Verfahren durchzuführen ist.

Die Verwendung von bioabsorbierbaren Materialien zur Füllung des gebildeten Hohlraums würde eventuelle implantatbedingte Komplikationen vermeiden. Das absorbierbare Transplantatmaterial könnte durch den Körper über die Zeit mit Knochen ersetzt werden, wodurch Fremdmaterial ausgeschlossen wird. Knochentransplantatersatzstoffe sind gegenwärtig verfügbar, welche den natürlichen Mineralgehalt des Knochens genau abgleichen, und sind daher viel fördernder für lokale Wirtsgewebe.

Mit Bezug auf die verschiedenen Figuren der Zeichnung, und zuerst auf 17, ist darin mit 10 ein passiv schwenkbares Hohlraumbildungswerkzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung weist einen im Wesentlichen zylindrischen Schaft 12 mit einer frei schwenkbaren Schneidspitze 14 an seinem entferntesten Ende auf. Der Schaft 12 und die Schneidspitze 14 sind über ein Einzelachsgelenk 16 miteinander verbunden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind sowohl der Schaft 12 als auch die Schneidspitze 14 aus dem gleichen Material hergestellt. Die Härte und die genaue Eigenschaft dieses Materials wird von dem speziellen Gewebe bestimmt, in welchem ein chirurgischer Hohlraum auszubilden ist. Typischerweise ist die Vorrichtung gänzlich aus rostfreiem Stahl oder Titan hergestellt. Die Hohlraumbildung in einem harten Knochen erfordert die Verwendung eines härteren, schwereren oder steiferen Materials als dem, das zur Hohlraumbildung in einem Weichteil, wie Gehirn oder Leber, erforderlich ist.

Ein diametraler Schlitz 18 ist über das distale Ende des Schaftes 12 ausgebildet. Ein halbinselförmiger Mitnehmer ist an dem proximalen Ende der Schneidspitze 14 ausgebildet. Dieser Mitnehmer 20 ist bemessen, um ein angemessenes Spiel in dem Querschlitz 18 derart zu schaffen, dass die Schneidspitze 14 relativ zu dem Schaft 12 frei drehbar ist. Ein diametraler Querhalt senkrecht zu dem Schlitz 18 ist durch das distale Ende des Schaftes 12 und den Mitnehmerabschnitt 20 der Schneidspitze 14 hindurch ausgebildet. Die Öffnung durch den Mitnehmerabschnitt 20 hindurch kann relativ zu der Öffnung durch die Gabellaschen an jeder Seite des Schlitzes 18 hindurch etwas erweitert sein. Auf diese Weise kann ein Gelenkbolzen 22 mit einem Durchmesser ausgewählt werden, welcher innerhalb der Öffnungen in dem distalen Abschnitt des Schaftes 12 passend aufgenommen und durch die Öffnung in dem Mitnehmerabschnitt 20 der Schneidspitze 14 hindurch frei aufgenommen ist.

Außerdem sollten der distale Endabschnitt 24 des Schaftes 12 und das proximale Ende 26 des Mitnehmerabschnitts abgerundet sein, um eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Schaft 12 und der Schneidspitze 14 zu verhindern, wenn die Spitze in eine winklige oder senkrechte Ausrichtung geschwenkt wird.

Nun mit Bezug auf 816, und zuerst auf 8, ist darin eine Scheitel- (Vorder-) Schnittansicht durch ein menschliches rechtes Hüftgelenk hindurch gezeigt. Ein proximaler Abschnitt des rechten Oberschenkelknochens 28 ist gezeigt, der durch Bezugnahme den größeren Trochanter 30, den kleineren Trochanter 32, den Hals 34, und Abschnitte des Kopfes 36 aufweist. Ebenso ist im teilweisen Schnitt das Hüftbein 38 gezeigt.

Eine erwartete Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, die perkutane prophylaktische Fixierung eines osteoporotischen proximalen Oberschenkelknochens zu erleichtern, um das Risiko einer Fraktur zu reduzieren. Vorherige Verfahren zur Fixierung erforderten die invasive offene Chirurgie und den Einbau einer Metallschraube oder eines Bolzens. Wegen der damit verbundenen chirurgischen Risiken wurde ein solches Verfahren nicht prophylaktisch durchgeführt, sondern ist auf posttraumatische Situationen beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Führung 40 oder eine andere Führungskanüle perkutan durch Weichteilgewebe hindurch in Kontakt mit dem proximalen Oberschenkelknochen 28 eingesetzt. Die Führung 40 wird gemäß einer vorbestimmten Achse A-A ausgerichtet. Diese Achse wird gemäß einer präoperativen Aufnahme oder aktiven Fluoroskopie während des Verfahrens bestimmt. Ein Bohrer wird durch die Führung 40 hindurch eingesetzt, und ein Führungsloch 42 wird mit einem normalen orthopädischen Bohrer nach wohlbekannten Verfahren gebildet. Die Tiefe dieses Führungsloches 42 wird präoperativ bestimmt und wird koaxial zu der vorbestimmten Achse A gebildet. Der Durchmesser des Führungsloches 42 entspricht dem Durchmesser des Schaftes 12 des Hohlraumbildungswerkzeuges. Dieser ist üblicherweise in dem Bereich von etwa 3,0 bis 5,0 mm, obwohl es selbstverständlich ist, dass Variationen sowohl größer als auch kleiner innerhalb des Bereichs dieser Erfindung vorgesehen sind.

Nun mit Bezug auf 9 wird eine Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Führung 40 und das Führungsloch 42 hindurch eingesetzt. Die Länge des Spitzenabschnitts 14 bestimmt die Größe eines ersten halbkugelförmigen Hohlraums 44, der zu bilden ist.

Nun mit Bezug auf 10 wird dann der Schaft 12 der Hohlraumbildungsvorrichtung 10 betätigt, um mit hoher Geschwindigkeit zu drehen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist diese in dem Bereich von 40,000 bis 80,000 U/min. Die Rotationskraft zum Antreiben der Vorrichtung 10 kann durch irgendeine aus einer Anzahl von bekannten und weit verfügbaren Vorrichtungen zugeführt werden.

Die Rotationsgeschwindigkeit, die an den Schaft 12 abgegeben wird, wird anfangs auch auf den Schneidspitzenabschnitt 14 übertragen. Zunächst ist diese in der Form von axialer Rotation, die zu der Achse A ausgerichtet ist. Die auf die Schneidspitze 14 übertragene Rotationsgeschwindigkeit führt zu einer Zentrifugalkraft (oder spezieller in Ermangelung an Fliehkraft), was bewirkt, dass die Schneidspitze 14 beginnt, an dem Drehgelenk 16 auszulenken. Zuerst führt dies dazu, dass die Schneidspitze 14 (in der Phantomlinie gezeigt) in einer im Wesentlichen konischen Konfiguration geschwenkt wird. Schließlich bewegt sich die Schneidspitze 14 in eine senkrechte Richtung, wenn sie nicht anderenfalls an einer solchen Bewegung gehindert wird. Es wird erwartet, dass eine Rotation mit 80,000 U/min für nicht mehr als 10 Sekunden ausreichend ist, um das Knochenmaterial in dem Pfad der Schneidspitze 14 zu verflüssigen, woraus ein im Wesentlichen halbkugelförmiger Hohlraum 44 resultiert. Nun mit Bezug auf 11 kann danach die Vorrichtung 10 zurückgezogen werden, und das verflüssigte Material kann durch die Verwendung von wohlbekannten Spülungs- und Absaugungstechniken evakuiert werden. Im Anschluss an diesen Schritt kann ein hämostatisches Mittel oder eine Ballontamponade verwendet werden, um die innere Blutung zu steuern. Wenn es als notwendig erachtet wird, können andere Mittel, wie Antibiotika oder Anästhetika, zu diesem Zeitpunkt eingeführt werden.

Es kann aus 11 bemerkt werden, dass eine "Sicherheitszone" um den Umfang des halbkugelförmigen Hohlraums 44 herum und zwischen der Außenfläche des Kopfabschnitts 36 des Oberschenkelknochens beibehalten wird. Die Beibehaltung dieser "Sicherheitszone" bestimmt den maximalen Radius des Hohlraums 44 und wiederum die maximale Länge der Schneidspitze 14.

Nun mit Bezug auf 12 wird danach eine andere Vorrichtung 10' zur Hohlraumbildung durch die Führung 40 hindurch eingesetzt. Die Länge der Schneidspitze 14' wird entsprechend dem gewünschten Radius eines Halshohlraums 46 gewählt, der gleichlaufend mit der Achse A zu bilden ist. Dieser Hohlraum 46 wird durch Einsetzen der Vorrichtung 10' zur Hohlraumbildung gebildet, bis sich der Gelenkabschnitt 16' gerade in den halbkugelförmigen Hohlraum 44 erstreckt. Die Vorrichtung 10' wird dann mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht und entlang der Achse A langsam zurückgezogen, geführt von dem Führungsloch 42 und der Führung 40, um den im Wesentlichen zylindrischen Halshohlraum 46 zu bilden.

Nun mit Bezug auf 13 wird dann das verflüssigte Knochenmaterial durch wohlbekannte Spülungs- und Absaugungstechniken evakuiert. Wie oben beschrieben, können Schritte wie erforderlich unternommen werden, um Blutung, Infektion oder Schmerzen zu steuern. Gleichermaßen kann ein expandierbarer Ballon, der mit Kontrastmittel gefüllt ist, in die Hohlräume 44, 46 eingesetzt werden, um eine bestätigende Aufnahme zu machen.

Nun mit Bezug auf 14 kann ein erweiterter dritter Hohlraum 48 unter Verwendung noch einer anderen Vorrichtung 10'' zur Hohlraumbildung mit einem Spitzenabschnitt 14'' einer vorbestimmten Länge entsprechend dem gewünschten Radius des Hohlraums 48 gebildet werden. Sowohl die Drehachse der Vorrichtung 10'' zur Hohlraumbildung als auch die Achse der Führung werden gleichlaufend zu der Achse A gehalten. Die Schneidvorrichtung 10'' wird in einer Tiefe entsprechend der vorbestimmten Lage des dritten Hohlraums 48 positioniert. Dieser kann einen Teil des Hohlraums 46, der zuvor gebildet wurde, überlappen oder nicht. Wie in 15 gezeigt, kann der Radius dieses dritten Hohlraums 48, welcher etwa dem größeren Trochanter 30 entspricht, gleich oder größer als der des Hohlraums 44 des Kopfabschnitts sein. Die gleichen Evakuierungs-, hämostatischen, antibiotischen und anästetischen Techniken können wieder angewendet werden. Wenn es erwünscht ist, die Zusammensetzung der Hohlräume 44, 46, 48 wieder aufzunehmen, kann ein mit Kontrastmittel gefüllter Ballon eingesetzt werden.

Sobald der gewünschte Hohlraum gebildet ist, ist der letzte Schritt der prophylaktischen Fixierungstechnik, den Hohlraum mit einem stärkeren Material, wie Knochenzement, zu befüllen, um die Hals- und Kopfabschnitte 34, 36 des proximalen Endes des Oberschenkelknochens 28 zu verstärken.

Mit Bezug auf 16 bildet der Knochenzement einen Stöpsel 50, welcher so viel des Knochens in dem proximalen Ende des Oberschenkelknochens wie möglich ersetzt, ohne in die "Sicherheitszone" zwischen dem Stöpsel 50 und der Oberfläche des Knochens einzudringen. Da der gesamte Vorgang perkutan unter Verwendung nur einer Lokalanästhesie und einer nadelgroßen Öffnung durchgeführt werden kann, ist es zweckmäßig, diese Technik prophylaktisch bei älteren Patienten oder Transplantatempfängern durchzuführen. wenn die Größe der gemeinsamen Hohlräume 44, 46, 48 es erfordert, kann Knochenzement in dem Inneren der Hohlräume in Schichten aufgebracht werden, was eine ausreichende Heilungszeit zwischen den Anwendungen ermöglicht.

Es sollte für einen orthopädischen Chirurgen mit einschlägiger Erfahrung selbstverständlich sein, dass diese Technik für prophylaktische oder posttraumatische Knochenverstärkung gemäß den gleichen Techniken in dem proximalen Oberarmknochen oder der distalen Speiche verwendet werden kann.

Nun mit Bezug auf 1725 kann erkannt werden, dass die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens zur Erleichterung einer Zwischenwirbelfusion, um mit einer erkrankten oder beschädigten Bandscheibe verbundene Rückenschmerzen zu reduzieren oder zu beseitigen, oder wie angezeigt, zum Zusammendrücken von Frakturen der Wirbelsäule angewendet werden kann.

Zuerst mit Bezug auf 1720 kann darin erkannt werden, dass ein im Wesentlichen halbkugelförmiger Hohlraum 52 zwischen benachbarten Wirbelkörpern 54, 56 gebildet werden kann. Eine relativ kleine Zugangsöffnung 58 kann angewendet werden, um den Zwischenwirbelhohlraum 52 zu erzeugen. Die Größe dieser Zugangsöffnung 58 ist relativ klein zu der, die bei herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren erforderlich ist, und relativ klein zu dem Radius des halbkugelförmigen Hohlraums 52, der gebildet werden kann. Üblicherweise kann der Zugang perkutan an der Stelle einer Bandscheibe 60 erreicht werden. Wie oben beschrieben, wird eine Führungsnadel oder Kanüle 62 eingesetzt und gleichlaufend mit einer vorbestimmten Achse X gehalten. Ein Führungsloch wird durch das Bandscheibengewebe 60 hindurch mit der gewünschten Tiefe gebildet, die Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung wird eingesetzt, und auf eine Drehung dreht die Winkelgeschwindigkeit die Spitze 14 in eine senkrechte Position, was eine Verflüssigung des Knochens und des Bandscheibengewebes in einem im Wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum 52 bewirkt. Die Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung kann dann zurückgezogen, das verflüssigte Material evakuiert, und das Knochentransplantatmaterial eingespritzt werden.

Nun mit Bezug auf 21-23 ist darin ein Verfahren gezeigt, wodurch das Hohlraumbildungswerkzeug 10 verwendet werden kann, um einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 64 zwischen benachbarten Wirbelkörpern 54, 56 zu bilden. Die Vorrichtung 10 wird durch eine Führungsnadel oder Kanüle 62 und eine mit einem normalen orthopädischen Bohrer gebildete Eintrittsöffnung 58 hindurch eingesetzt. Die Vorrichtung 10 wird dann mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wie 80,000 U/min, gedreht. Die Winkelverschiebung der Spitze 14 bildet zuerst einen im Wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraum 66 (siehe 22). Während sich die Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung noch dreht, kann sie entlang der Achse X um eine Länge L nach vorn und hinten bewegt werden, um einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 64 zu bilden. Der Hohlraum 64 hat eine Länge L entsprechend der axialen Verschiebung der Vorrichtung 10 und einen Radius entsprechend der Länge der Schneidspitze 14. Verflüssigtes Material wird dann wie oben beschrieben evakuiert. Fusionsmaterial 68, wie Knochenzement oder Knochentransplantatmaterial, kann durch die Nadel oder Kanüle 62 hindurch in den Hohlraum 64 eingespritzt werden. Eines der zweckmäßigsten Merkmale dieser Erfindung ist die Tatsache, dass die Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung ermöglicht, den gesamten Vorgang durch eine Öffnung mit sehr kleinem Durchmesser (etwa 3 mm–5 mm) hindurch durchzuführen, die einen Zugang erfordert, der in der Abmessung nicht größer als eine Nadel oder Kanüle ist.

Mit Bezug auf 24 und 25 kann erkannt werden, dass mehr als ein Verfahren zur Bildung eines Hohlraums mit sogar größerem Volumen in einem einzigen Zwischenwirbelraum verwendet werden kann. Zum Beispiel können Querachsen Y, Z gemäß der oben beschriebenen Technik verwendet werden. 24 und 25 zeigen zum Beispiel den Zwischenwirbelraum über dem dritten Lendenwirbel 70. Eine Führungskanüle 72 wird durch das Weichteilgewebe hindurch gegen den Wirbelkörper 74 gleichlaufend mit einer vorbestimmten Achse, wie Y, eingesetzt. Ein Führungsloch 76 wird unter Verwendung eines normalen orthopädischen Bohrers gebildet. Die Vorrichtung 10zur Hohlraumbildung wird auf eine vorbestimmte Tiefe für die Bildung des ersten Zwischenwirbelhohlraums 78 eingesetzt. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen zylindrischen und halbkugelförmigen Hohlraumformen kann eine Kombination oder ein "kugel"-förmiger Hohlraum angewendet werden. In diesem Falle wird der Bohrer gedreht, um zuerst den halbkugelförmigen Endabschnitt zu bilden, und dann um eine vorbestimmte Entfernung zurückgezogen, um den benachbarten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt des Hohlraums zu bilden. Die Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung wird während des Drehens zur Bildung eines zylindrischen vorderen Endes nicht nach vorn vorgerückt. Wie in 25 dargestellt, kann ein zweiter überlappender Hohlraum 80 gebildet werden, um das Gesamtvolumen an Fusionsmaterial zu erhöhen. Knochentransplantat oder anderes Material kann durch eine oder beide perkutane Zugangsöffnungen hindurch eingesetzt werden.

Nun mit Bezug auf 26 und 27 ist darin eine Fußansicht eines menschlichen weiblichen Beckens 82 und eines Kreuzbeins 84 gezeigt. Das Becken besteht aus dem Hüftbein 38, dem Sitzbein 86, und dem Schambein 88. Zwischen dem Kreuzbein 84 und dem Hüftbein 38 ist eine Übergangsstelle, die als das Kreuzbein- (SI) Gelenk 90 bekannt ist. Eine Fusion der SI-Gelenke ist mitunter wegen chronischen Schmerzen, Trauma oder osteoporotischer Schädigung angebracht.

Das Einsetzen einer Führungsnadel oder Kanüle entlang einer vorbestimmten Achse Z kann verwendet werden, um ein Führungsloch wie oben beschrieben zu bilden. Danach kann ein Hohlraum 92 gebildet und wie oben beschrieben befüllt werden, um eine Fusion zwischen dem Kreuzbein 84 und dem Hüftbein 38 zu erreichen.

Es ist für einen erfahrenen praktischen Arzt selbstverständlich, dass die Vorrichtung 10 zur Hohlraumbildung nach dieser Erfindung bei vielen verschiedenen Verfahren angewendet werden kann. Zum Beispiel ist es nicht notwendig, dass sie verwendet wird, um Gelenke zu fusionieren. Stattdessen kann sie verwendet werden, um metastatische Tumore im Knochen oder Weichteilgewebe zu entfernen. Nur eine nadelgroße Zugangsöffnung ist erforderlich, um die Abtragung einer Läsion im Knochen, Weichteilgewebe oder dem Gehirn zu erleichtern. Eine Hochgeschwindigkeitsdrehung des Schaftes 12 bewirkt, dass die Schneidspitze 14 winklig ausgelenkt wird, was zu einer virtuellen Verflüssigung von Gewebe innerhalb des bestimmten Radius führt. Das Gewebe kann dann durch Spülung und Absaugung entfernt werden. Wenn erwünscht, kann der Hohlraum wieder mit entweder schmelzbaren inaktiven oder bioabsorbierbaren Materialien gefüllt werden. Diese Materialien können auch hämostatische, antibiotische oder anästhetische Mittel umfassen. In manchen Fällen kann das Befüllen des Hohlraums nicht notwendig sein.

Es ist selbstverständlich, dass viele Variationen in der Größe, Form und Konstruktion an der dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur perkutanen chirurgischen Hohlraumbildung (10), aufweisend: einen verlängerten Schaft (12) mit einem Radius und einer Drehachse; eine Schneidspitze (14) mit einer feststehenden Länge; und ein Gelenk (16), das den Schaft (12) und die Schneidspitze (14) miteinander verbindet, um eine freie Drehung der Schneidspitze relativ zu dem Schaft in einem Bogen koplanar zu der Drehachse des Schaftes zwischen einer ersten Position im Wesentlichen koaxial zu dem Schaft und einer zweiten Position winklig versetzt zu der Drehachse des Schaftes zu ermöglichen, wobei eine Drehung des Schaftes mit ausreichender Geschwindigkeit bewirkt, dass die Schneidspitze in Richtung zu der zweiten Position ausgelenkt wird, um die Bildung eines inneren Hohlraums mit einem Radius zu bewirken, der größer als der Radius des Schaftes ist, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser der Spitze dem größten Durchmesser des Schaftes entspricht und die Länge der Spitze größer als deren Durchmesser ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auslenkung der Schneidspitze auf einen Winkel von weniger als 90° von der Drehachse des Schaftes begrenzt ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Position 90° von der Drehachse des Schaftes ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schneidspitze zur Bewegung in einer von zwei diametral gegenüberliegenden Winkelpositionen relativ zu der Drehachse des Schaftes schwenkbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaft mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30,000 U/min rotiert. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Radius des Schaftes kleiner als 2,5 mm ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der von der Vorrichtung gebildete Hohlraum einen Radius hat, der größer als dreimal der Radius des Schaftes ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Länge der Schneidspitze größer als 5 mm ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Länge der Schneidspitze größer als dreimal der Radius des Schaftes ist.






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