CZ304052B6 - Frézovací prípravek k vytvorení dutiny v kosti - Google Patents

Abstract

Frézovací prípravek pro vytvorení dutiny v horní cásti stehenní kosti sestávající z tela (1) opatreného drzadlem (5), jehoz telo (1) je opatreno soubeznými rameny (11), v nichz je vytvoren alespon jeden otvor (15) pro ulození stavecího sroubu (9a), kde mezi soubeznými rameny (11) je usporádán stavitelný mechanismus (16) pro ustavení nástroje (14), který je tvoren hranolem (3) opatreným alespon jedním osazením, které je suvne stavitelne ulozeno v otvorech (15) soubezných ramen (11), pricemz v hranolu je dále upevneno pouzdro (4) a do tela (1) je pomocí sroubu (6) upevnen stavecí trn (9), jenz tvorí navádecí trn (2) opatrený operným prvkem (8), na který navazuje centrovací trn (7).

Description

(57) Anotace:

Frézovací přípravek pro vytvoření dutiny v horní části stehenní kosti sestávající z těla (1) opatřeného držadlem (5), jehož tělo (1) je opatřeno souběžnými rameny (11), v nichž je vytvořen alespoň jeden otvor (15) pro uložení stavěcího šroubu (9a), kde mezi souběžnými rameny (11) je uspořádán stavitelný mechanismus (16) pro ustavení nástroje (14), který je tvořen hranolem (3) opatřeným alespoň jedním osazením, které je suvně stavitelně uloženo v otvorech (15) souběžných ramen (11), přičemž v hranolu je dále upevněno pouzdro (4) a do těla (1) je pomocí šroubu (6) upevněn stavěči tm (9), jenž tvoří naváděcí tm (2) opatřený opěrným prvkem (8), na který navazuje centravací tm (7).

Frézovací přípravek k vytvoření dutiny v kosti

Oblast techniky

Vynález se týká frézovacího přípravku pro vytvoření dutiny ve stehenní kosti vrtáním a frézováním, který zahrnuje tělo se stavěcím trnem, hranol a držadlo.

Dosavadní stav techniky

Se změnou stylu života lití (méně pohybu, životospráva, stresy a podobně) a též prodlužováním délky život se neustále zvyšuje počet náhradních kloubů, zejména kolen a kyčli. Počet náhrad kyčelního kloubu představuje jenom v České republice zhruba 6 000 až 7 000 voperovaných endoprotéz za rok. Operace představuje vytvoření dutiny do horní části stehenní kosti pro ukotvení dříku kyčelní endoprotézy. Dosavadní způsob vytvoření dutiny pro dřík endoprotézy se provádí v následných krocích:

• odstraní se horní část stehenní kosti (hlavička a krček) • v ose do pahýlu stehenní kosti se vyvrtá otvor do stanovené hloubky • do otvoru se vkládají a zasouvají speciální nástroje - rašple • nutno použít celou sadu těchto nástrojů • poslední nástroj kalibruje vytvořenou dutinu.

Tyto speciální nástroje - rašple odebírají svými záseky na svém povrchu kostní tkáň a zatlačují ji pod vytvářenou dutinu. Fyzicky a časově je tato práce náročná. Mnoho záleží na zkušenostech operátora, jak přesně dovede tyto speciální nástroje při jejich zavádění vést a tím vytvořit dutinu nejen patřičných rozměrů, ale též patřičně umístěnou v kosti.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit nástroj, který dosáhne vytvoření dutiny v kosti jednoduchou metodou, přičemž jeho použitím při operaci se zkrátí dosavadní časy nutné pro tuto část operace. Dále též umožní snáze dosáhnout opakovaně vytvoření dutiny pro dřík endoprotézy stejného tvaru a její umístění ve stejné poloze vůči ose stehenní kosti.

Tohoto úkolu je dosaženo a shora popsané nevýhody odstraněny frézovacím přípravkem pro vytvoření dutiny v horní části stehenní kosti sestávajícím z těla opatřeného držadlem, jehož podstata spočívá v tom, že má tělo opatřeno souběžnými rameny, v nichž je vytvořen alespoň jeden otvor pro uložení stavěcího šroubu, kde mezi souběžnými rameny je uspořádán stavitelný mechanismus pro ustavení nástroje, který je tvořen hranolem opatřeným alespoň jedním osazením a otvorem, a který je suvně stavitelně uložen v otvorech souběžných ramen, přičemž v hranolu je dále upevněno pouzdro a do těla je pomocí šroubu upevněn stavěči tm jenž tvoří naváděcí tm opatřený opěrným prvkem, na kteiý navazuje centrovací tm.

Pro umožnění kývavého pohybu za současného upevnění hranolu s pouzdrem a nástroje v požadované pracovní poloze je výhodné, je-li stavitelný mechanismus tvořen jednoduchým vačkovým mechanismem, který je opatřen stavěcím šroubem, jenž je upraven v hranolu, a který dále zabírá do otvoru, v němž je stavěči šroub veden a upevněn. Je možné stavěči šroub nahradit jedním nebo vícero vodícími tmy nebo osazením, popřípadě jejich kombinací.

Součástí frézovacího přípravku je vrták, popřípadě kalibrovací fréza anebo fréza pro vytvoření dutiny v horní části stehenní kosti.

- 1 CZ 304052 B6

Je přirozené, když frézovací přípravek má centrovací trn, který navazuje na naváděcí tm ukončený opěrným prvkem, který ustaví frézu pro vytvoření dutiny, ale zároveň umožňuje její vychýlení do strany. Centrovací tm, naváděcí tm a opěrný prvek tvoří stavěči tm.

Pro snadné použití frézovacího přípravku je v jeho těle uchycen hranol s pouzdrem, kteiý umožňuje vykonávat kývavý pohyb s možností jeho aretování pomocí stavěcího šroubu.

Pro přesné a snadné vedení nástroje, například frézy, je v těle přípravku vytvořen vačkový mechanismus, který kývavým pohybem do strany současně vytváří osový pohyb hranolu. Složením kývavého pohybu do strany za současného osového pohybu vytváří fréza pro výrobu dutiny svým válcovým tělem obecně definovanou dutinu, která je tvarována tak, aby odpovídala tvaru operovaného dříku a vytvořila tak požadovanou dutinu.

Pro usnadnění pohybu hranolu s pouzdrem složenou trajektorií je vhodné, když opěrný prvek stavěcího tmu je odpružen a stále dotlačován na kulovou čelní plochu frézy určené pro vytvoření dutiny. Současně opěrný prvek přesně ustavuje konec frézy.

Výhodou frézovacího přípravku je, že jej stavěči tm přesně ustaví v předvrtaném otvoru kosti. Tělo přípravku je upraveno způsobem, že jeho spodní plocha dosedne na plochu pahýlu stehenní kosti, jenž vznikl odříznutím hlavice a krčku stehenní kosti. Tím ustaví frézovací přípravek i v osovém směru dutiny stehenní kosti.

Výhodou uspořádání frézovacího přípravku určeného pro vytvoření dutiny ve stehenní kosti je především jeho jednoduchá a univerzální konstrukce. Po výměně stavěcího tmu a pouzdra a též použitím různého průměru frézy určené pro vytvoření dutiny lze frézovat různé rozměry dutin určené pro implantaci různých velikostí a tvarů dříků, jak cementovaných tak i necementovaných endoprotéz kyčelního kloubu.

Nezanedbatelnou výhodou navrhovaného frézovacího přípravku je, že při odstraňování odebírané kostní tkáně se tato dostává do drážek nástrojů a dále mimo dutinu kosti.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 jednoduchou variantu uspořádání frézovacího přípravku k vytváření dutiny do kosti, obr. 2 představuje frézovací přípravek opatřený vačkoyým mechanismem, obr. 3a detail hranolu s osazením nebo výstupkem a obr. 3b detail hranolu s osazením nebo výstupky pro vačkový mechanismus.

Příklady provedení vynálezu

Příkladné provedení frézovacího přípravku pro vytvoření dutiny ve stehenní kosti pro uložení dříku kyčelní endoprotézy je znázorněno na obr. 1, obr. 2, obr. 3a a obr. 3b. Frézovací přípravek v tomto provedení tvoří tělo I opatřené souběžnými rameny li, v nichžje vytvořen alespoň jeden otvor 15 pro uložení stavěcího šroubu 9a nebo vodícího tmu. Mezi souběžnými rameny 11 je uspořádán stavitelný mechanismus 16 určený pro ustavení nástroje 14. Stavitelný mechanismus 16 tvoří hranol 3 s osazením 31, v němž je vytvořen otvor pro uložení stavěcího šroubu 9a. Hranol 3 je suvně stavitelně uložen pomocí stavěcího šroubu 9a, který dále prochází otvory 15 souběžných ramen 11, přičemž v hranolu je dále upevněno pouzdro 4 určené pro upevnění nástroje j_4. A do těla 1 je pomocí šroubu 6 upevněn naváděcí tm 2 opatřeným opěrným prvkem 8, na který navazuje centrovací tm 7.

-2- Μ. » I V Rf i -i * » · -V v - *

K tělu I je dále připevněno držadlo 5 s rukojetí 10. Hranol 3 je uložen v těle I frézovacího přípravku s možností vykonávání kývavého pohybu a je ve své horní části upraven pro suvné a stavitelné uložení do souběžných ramen 11 těla 1_. Stavěči tm 9 je uložen ve válcové dutině těla 1, s nímž je spojen pomocí šroubu 6. Stavěči tm 9 sestává z naváděcího tmu 2, je opatřen opěr5 ným prvkem 8 a k němu přiřazeným centrovacím trnem 7. Opěrný prvek 8 je upraven například jako kulový hrot aje určen k centrování nástroje 14, např. frézy, která vytváří dutinu ve stehenní kosti. Naváděcí tm 2 je proveden jako pouzdro, které slouží pro uložení a vedení nástroje 14.

Dále jev těle I uspořádán stavitelný mechanismus 16, který je uložen mezi souběžnými rameny ío H těla 1. Tento je vytvořen hranolem 3 spolu se souběžnými rameny 1_1 těla 1 a je konstruován způsobem, aby jej bylo možno zajistit v různých polohách pomocí stavěcího šroubu 9a. Součástí hranolu 3 je výměnné pouzdro 4 pro přesné vedení nástroje 14, které umožňuje jeho zasunutí do opěrného prvku 8. Popřípadě v hranolu 3 je přímo vytvořen otvor pro přesné vedení nástroje 14,

Trajektorie pohybu hranolu 3 spolu s tvarem pracovní části nástroje 14, například frézy pro výro15 bu dutiny 14 vytvoří požadovanou dutinu v pahýlu stehenní kosti. Trajektorie pohybu hranolu 3 je přesně stanovena pohybem osazení 31 v otvoru 15. Osazení 31 může být zhotoveno přímo v hranolu 3 nebo pomocí vodícího tmu 32, který je upevněný v hranolu 3.

Otvor 15 může být vytvořen přímo v těle 1 nebo ve výměnném dílu připevněném k tělu 1.

V některých případech je vhodné řešit osazení 31 nebo vodicí tm 32 s otvorem 15 jako oboustranné provedení. Jednoduché provedení nemusí v některých případech zaručit přesné a bezproblémové vedení nástroje 14.

Trajektorie pohybu hranolu 3 může být různá podle tvaru zaváděného dříku kyčelní endoprotézy.

Frézovací přípravek umožňuje jednoduchý pohyb, tj. pouhé vychýlení o určitý úhel do strany, jak je uvedeno na obr. 1, až po velmi složité pohyby složené z několika jednoduchých pohybů. Tohoto je dosaženo především různým tvarem otvoru 15.

Na obr. 2 je znázorněná trajektorie pohybu hranolu 3 vytvořená dvěma pohyby a to pohybem vychýlení hranolu 3 do strany se současným osovým pohybem hranolu 3.

Tímto jednoduchým způsobem lze vytvořit s kombinací tvaru nástroje 14 rozmanité tvary dutiny ve stehenní kosti podle tvaru operovaného dříku kyčelní endoprotézy.

Do těla 1 je připevněno držadlo 5, které sestává z rukojeti 10, dříku 11, podložky 12 a matice 13 pro upevnění držadla 5 k tělu 1.

Ke zhotovení dutiny do stehenní kosti je nutné nástroj 14 frézovacího přípravku doplnit ještě o předvrtávací vrták patřičné velikosti a popřípadě kalibrovací frézu, pomocí kterých lze vytvářet dutiny patřičné velkosti v pahýlu stehenní kosti.

Použití frézovacího přípravku při operaci je následující. Oddělení horní části stehenní kosti (hlavičky a krčku) se provede běžným způsobem. Tvar řezu a velikost odstraňované části stehenní kosti se řídí typem a tvarem použitého dříku kyčelní endoprotézy. V této době již má operátor vy45 branou velikost dříku kyčelní endoprotézy. Podle velikosti dříku si zvolí nástroje 14 pro výrobu válcové dutiny, kterými jsou předvrtávací vrták, popřípadě kalibrovací fréza a fréza pro vytvoření dutiny. Do hranolu 3 se namontuje patřičná velikost pouzdra 4 a vloží odpovídající velikost stavěcího tmu 9.

Vlastní nastavení frézovacího přípravku se provádí uvolněním matice 13, natočením dříku 19 s rukojetí 10 do požadované polohy a zajištěním dotažením podložky 12 a matice 13.. Jelikož je frézovací přípravek univerzálním nástrojem, znamená to, že je možné ho použít při operacích jak levé, tak i pravé dolní končetiny nebo při různých postaveních operátora, proto je držadlo 5 stavitelné. Před nebo během operace je možné frézovací přípravek plynule otočně nastavit do růz55 ných poloh. A to vždy podle potřeby operatéra.

-3CZ 304052 B6

Nejdřív se provede předvrtání dutiny v ose stehenní kosti, přičemž dalším nástrojem, tj. kalibrovací frézou, je možné zpřesnit vytvořenou dutinu, jak do tvaru tak i rozměrů. Ve většině případu je použití kalibrovací frézy zbytečné. Do takto vytvořené dutiny se vloží frézovací přípravek. Spodní část 18 souběžným ramenem ϋ těla 1 frézovacího přípravku musí přesně dosednout na řez pahýlu stehenní kosti. Nástroj 14, v tomto případě fréza, se upevní do vrtačky a zasune se do pouzdra 4 upevněného v hranolu 3, až dosedne na opěrný prvek 8. Potom operatér spustí vrtačku a provede výkyvný pohyb do strany. Vlastní frézovací přípravek přidržuje za držadlo 5. Vysunutím nástroje 14 pro vytvoření dutiny v pahýlu stehenní kosti a následně i celého frézovacího přípravku ukončí práce na vytvoření dutiny.

Takto popsaný postup a použití frézovacího přípravku vyhovuje pro vytváření dutiny do stehenní kosti pro upevnění dříku kyčelní endoprotézy cementované. Cement, který je použit k upevnění dříku eliminuje některé nepřesnosti v místě například Adamsonova oblouku stehenní kosti.

V některých případech by však vyrobená dutina ve stehenní kosti podle výše popsaného frézovacího přípravku podle obr. 1 nevyhovovala. Jedná se především při použití necementovaného dříku kyčelní endoprotézy. Pro tento účel byl vyvinut frézovací přípravek, který je znázorněn na obr. 2, obr. 3a a obr. 3b. Rozdílnost frézovacího přípravku podle obr. 2, obr. 3a a obr. 3b oproti frézovacímu přípravku, jenž je znázorněn na obr. 1, spočívá především v tom, že nástroj 14, tj. fréza nutná pro vytvoření dutiny, se pohybuje definovaným obecným pohybem. Vyvození obecného definovaného pohybu nástroje 14 frézy je možné dosáhnout vačkovým mechanismem 16a upraveným v těle I přípravku. Tento stavitelný mechanismus 16 může s výhodou tvořit jeden nebo více vačkových mechanismů 16a. Při použití nejméně dvou vačkových mechanismů 16a potom hranol 3 s pouzdrem 4, v němž je uložen nástroj 14, vykonává složený pohyb. Hranol 3 vykonává nejen kývavý pohyb do strany, jak je popsáno v provedení frézovacího přípravku podle obr. 1, ale současně ještě koná i osový pohyb. Vzniká složený pohyb, kterým se dá navolit vznik obecných křivek vytvořených na vnitřku dutiny stehenní kosti v místě například Adamsova oblouku.

Požadovaný složený pohyb hranolu 3 je možné dosáhnout též využitím elektropohonů, pneumatických pohonů či hydro-pohonů s cizím napájením ve spojení s mechanickým převodem. Při takovémto řešení pohonu frézovacího přípravku je možné přesně naprogramovat pohyb hranolu 3 podle tvaru dříku kyčelní endoprotézy.

Pro plynulý pohyb hranolu 3 ajeho přesné vedení je vhodné, aby opěrný prvek 8 byl v naváděcím tmu 2 upevněn tak, aby byl neustále přitlačován ke kulovému zakončení nástroje 14 např. frézy pro vytvoření dutiny v pahýlu stehenní kosti. Toto lze dosáhnout například prostřednictvím pružiny 17, která zajistí dostatečný přítlak opěrného prvku 8 na zakončení nástroje 14.

Průmyslová využitelnost

Frézovací přípravek k vytváření dutiny v kosti umožňuje rychlým a snadným způsobem zhotovit dutinu ve stehenní kosti pro uchycení dříku cementované i necementované kyčelní endoprotézy.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Frézovací přípravek pro vytvoření dutiny v horní části stehenní kosti sestávající z těla (1) opatřeného držadlem (5), vyznačující se tím, že má tělo (1) opatřeno souběžnými rameny (11), v nichž je vytvořen alespoň jeden otvor (15) pro uložení stavěcího šroubu (9a), kde

   -4CZ 304052 B6 mezi souběžnými rameny (11) je uspořádán stavitelný mechanismus (16) pro ustavení nástroje (14), který je tvořen hranolem (3) opatřeným alespoň jedním osazením (31) a který je suvně stavitelně uložen v otvorech (15) souběžných ramen (11), přičemž v hranolu (3) je dále upevněno pouzdro (4) a do těla (1) je pomocí šroubu (6) upevněn stavěči tm (9), jenž tvoří naváděcí tm (2)

   5 opatřený opěrným prvkem (8), na který navazuje centrovací tm (7).
2. 2. Frézovací přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že stavitelný mechanismus (16) tvoří jednoduchý vačkový mechanismus (16a), který je opatřen stavěcím šroubem (9a), jenž je upraven na hranolu (3), a který dále zabírá do otvoru (15), v němž je stavěči šroub ío (9a) veden a upevněn.
3. 3. Frézovací přípravek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pro vytvoření složeného pohybu nástroje (14) je tělo (1) opatřeno dvěma otvory (15) s výhodou obloukovitého tvaru, jež jsou uspořádány v odstupu od sebe, přičemž v otvorech (15) jsou dále upraveny

   15 stavěči šrouby (9a), jenž jsou upraveny na vačkovém mechanismu (16a), kteiý při vychýlení hranolu (3) do strany současně zajistí jeho osový pohyb.
4. 4. Frézovací přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že opěrný prvek (8) je kulového tvaru a pro stálé dotlačování na čelní zakončení nástroje (14) je s výhodou odpružen

   20 pomocí pružiny (17).