SE526256C2 - Förfarande och anordning för fixering av en patients huvud - Google Patents

Description

25 30 35 526 256 2 ning. Förutom ett stiftbärande element och ett fixerings- stift, omfattar denna fixeringsanordning ett hylsformat isoleringselement som är anordnat att bäras på det stift- bärande elementet och åtminstone delvis omge och hålla fixeringsstiftet. Detta görs för att begränsa den elekt- riska kopplingen mellan det stiftbärande elementet och fixeringsstiftet när dessa är gjorda av elektriskt ledan- de material, och sålunda förhindra temperaturstegring i stiften och områdena kring dem, såsom vävnaden i huvudet, till följd av den elektriska kopplingen.

Ett problem som är förknippat med tidigare kända fixeringsanordningar, är att fixeringsstiften i de flesta fall skjuter ut ett stycke förbi de yttre begränsningarna av de stiftbärande elementen. Detta beror i vissa fall på det faktum att fixeringsstiften är försedda med utvändiga ingreppsorgan på sina yttre ändar, för ingrepp vid gäng- ning av dem till eller från ett fixeringsläge, vilka utesluter fullständig inskruvning av fixeringsstiften in i de stiftbärande elementen. Även i det fall där fixe- ringsstiftet är försett med invändiga ingreppsorgan på sin yttre ände, är det vanligt att fixeringsstiftet sträcker sig genom hela det stiftbärande elementet och skjuter ut på den yttre sidan av det stiftbärande elemen- tet, beroende på behovet av tillräckligt stöd för fixe- ringsstiftet från det stiftbärande elementet och avsaknad av fixeringsstift som har korrekt avpassad längd. Sådana utskjutande ändar av fixeringsstiften kan inkräkta på den utrustning och de apparater som används under diagnos, terapi eller kirurgi.

Vidare är de ramelement som används vanligen utförda i endast en storlek för att begränsa kostnaderna, och de är utformade att kunna mottaga den största förväntade huvudstorleken. Detta har till resultat att vid fixering av ett litet och ett mer normalstort huvud, kommer det att behövas extra långa fixeringsstift för att kunna fästa huvudet. Långa fixeringsstift kan vara önskvärda även vid förskjutning av huvudet i förhållande till refe- 10 15 20 25 30 35 526 256 3 renssystemet i avsikt att nå perifert belägna målområden i huvudet.

Användningen av de långa fixeringsstiften för att hålla huvudets vikt, ger upphov till ett stort böjande moment vilket har till resultat att böjningen av även högkvalitativa fixeringsstift, kommer att bli jämförelse- vis stor. Fixeringen blir sålunda instabil med en uppen- bar risk att målområdet för behandling, kan bli avsevärt förskjutet i förhållande till referenssystemet från den tidpunkt när en bild genereras av målområdet tills be- handling.

I regel är det nämligen vanligt att i ett första steg generera en bild av målområdet. Under analys av bilden och bestämning av det bästa sättet för behandling, kommer patienten att vara frikopplad från den bildgenere- rande apparaten, vilken normalt är en MRI eller en CT men kan även vara en röntgen-, PET- eller MEG-apparat, men kommer fortfarande att ha fixeringsanordningen fäst på huvudet med hjälp av fixeringsstiften. När behandlingen skall börja kommer patienten att förbindas med en annan utrustning för kirurgi, strålning eller annan typ av behandling, och det är därvid extremt viktigt att huvudet kommer att vara fäst i exakt samma position i förhållande till referenssystemet och utrustningen som vid generering av bilden i avsikt att åstadkomma effektiv behandling av de relevanta delarna av hjärnan och förhindra behandling av friska delar.

Olika belastningsförhållanden, som kan leda till förskjutning av huvudet i förhållande till referenssyste- met, kan uppträda mellan det bildgenererande tillfället, vilket i de flesta fall utförs med patienten liggande på ryggen, och behandlingstillfället när patienten kan vara placerad i en annan position, t ex sittande. I de flesta fall är en avvikelse mindre än omkring 0,1 mm önskvärd.

För att medge fixering av huvuden av alla olika storlekar, är det även nödvändigt att tillhandahålla fixeringsstift i många olika längder. Det är ej ovanligt 10 15 20 25 30 35 526 256 4 att tjugo eller fler olika längder av fixeringsstift måste finnas. Naturligtvis gör detta fixeringsanordningen dyrare att tillverka och mer invecklad att använda.

Kort redogörelse för uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att eliminera ovan nämnda problem som är förknippade med tidigare tekniker, och skapa ett förfarande för fixering samt en fixeringsanordning vilka säkerställer en tillför- litlig fixering av patientens huvud under diagnos, terapi eller kirurgi utan att de yttre ändarna av fixerings- stiften skjuter ut förbi de stiftbärande elementen och utan behov av ett onödigt stort antal fixeringsstift med olika längder. Åtminstone detta syfte åstadkoms genom ett förfarande enligt krav l och en anordning enligt krav 6.

Föreliggande uppfinning grundar sig följaktligen på insikten att ovan nämnda syfte kan åstadkommas genom ett förfarande och en anordning vid vilka hylselementet i det stiftbärande elementet sträcker sig inåt från sagda stiftbärande element mot huvudet för att skjuta ut förbi den inre begränsningen av det stiftbärande elementet.

Detta har till följd att den fria utskjutande längden av varje fixeringsstift i området mellan hylselementet och huvudet, kan hållas rimlig i förhållande till det böjande moment som verkar pá fixeringsstiftet till följd av huvu- dets vikt, och en minskning av den möjliga risken för böjning av fixeringsstiftet på grund av detta. Eftersom hylselementet kan vara gjort med en väsentligt större tvärsektion än fixeringsstiftet, är hylselementet mycket mer väl lämpat att ta upp de krafter som är involverade utan någon märkbar böjning.

I en andra aspekt av uppfinningen är hylselementet utbytbart mellan hylselement med olika längder. På detta sätt är det möjligt att anpassa avståndet mellan den inre änden av hylselementet och huvudet för att vara inom ett föredraget område, t ex inom 0-30 mm, företrädesvis 0-20 mm och mest föredraget 0-10 mm. 10 15 20 25 30 35 526 256 5 Fixeringsstiftet är avpassat att vara fullständigt gängat in i hylselementet för att säkerställa att det ej skjuter ut förbi den yttre sidan av hylselementet och det stiftbärande elementet för att ej kollidera med apparater eller utrustning för diagnos, terapi eller kirurgi. Det tillgängliga utrymmet i de olika apparaterna för diagnos eller behandling, är ofta kritisk eftersom huvudet i regel förskjuts tills målområdet är placerat i apparatens fasta fokusområde. De första föremål som kommer i kontakt med apparatens inre, kommer att vara fixeringsstiften om de skjuter ut utåt från fixeringsanordningen. Av denna anledning uppvisar fixeringsstiftet ej något utvändigt ingreppsorgan. Istället är ingreppsorganet utformat såsom ett invändigt ingreppsorgan, t ex en slits eller en poly- gonal form såsom ett sexkantigt hål, för inpassning av en skruvdragare i den yttre änden av fixeringsstiftet.

Hylselementet kan vara gjort av något godtyckligt material som har lämpliga egenskaper. För att begränsa den elektriska kopplingen mellan ett eventuellt metal- liskt stiftbärande element och ett metalliskt fixerings- stift, föredras emellertid att hylselementet är gjort av något elektriskt isolerande material såsom plast eller keramik. Hylselementet kan även vara gjort såsom en för- brukningsartikel vilken kastas efter en användning, eller såsom en återanvändbar del som företrädesvis kan sterili- seras efter varje användning, i beroende av vad som är mest önskvärt.

Ibland är det även önskvärt att använda fixerings- stift gjorda av plast, möjligen i kombination med metall- höljen. I dessa fall är fixeringsstiften mindre lämpade att ta upp böjande moment i jämförelse med metalliska fixeringsstift och följaktligen är behovet av stöd för stiften ännu större.

Enligt uppfinningen är varje fixeringsanordning försedd med åtminstone en hylselementlängd samt åtminsto- ne en fixeringsstiftlängd. I ett föredraget utförande omfattar emellertid fixeringsanordningen två till fem 10 15 20 25 30 35 olika längder av hylselement och två till fem olika läng- der av fixeringsstift. För de flesta applikationer kommer det att vara tillfredsställande. Förfarandet och anord- ningen enligt uppfinningen kan emellertid inbegripa an- vändningen av fler än dessa nämnda antal olika längder av hylselement respektive fixeringsstift.

Hylselementet kan vara fäst pä det stiftbärande elementet på något godtyckligt lämpligt sätt, till exem- pel i ett säte eller i en mottagande formation ovanpå eller pá en av sidorna av det stiftbärande elementet. I ett föredraget utförande omfattar emellertid det stiftbä- rande elementet en mottagande formation i form av ett genomgående hål i det stiftbärande elementet, i vilket hylselementet insätts.

I det monterade läget bör hylselementet vara fäst på det stiftbärande elementet pà ett sådant sätt att det förhindras från att oavsiktligt avlägsnas från det stift- bärande elementet i en axiell riktning inåt, mot spetsen av fixeringsstiftet, fastän det ej är nödvändigt för detta att vara låst i denna riktning eftersom inskruv- ningen av fixeringsstiftet mot patientens huvud kommer att pressa hylselementet i riktning utåt. I den axiella riktningen utåt, bort från fixeringsstiftets spets, måste emellertid hylselementet ha en sätesposition för att vara i stånd att pressa fixeringsstiftet mot patientens huvud.

I sätespositionen måste hylselementet även vara låst mot rotationsrörelse eftersom fixeringsstiftet kommer att roterbart skruvas in i hylselementet. Fastsättningen kan åstadkommas på olika sätt, såsom genom presspassning eller snäppassning av hylselementet i det stiftbärande elementet inbegripande något slags rotationsförhindrande ingrepp mellan hylselementet och det stiftbärande elemen- tet. Hylselementet kan även vara gängat förbundet med det stiftbärande elementet om något slags rotationsförhind- rande medel är anordnat i sätespositionen.

En fixeringsanordning enligt uppfinningen, omfattar normalt ett stiftbärande element, ett eller flera hyls- 10 15 20 25 30 35 526 256 7 element och ett eller flera fixeringsstift. Åtminstone tre sådana fixeringsanordningar kan vara sammansatta med ett ramelement, t ex en stereotaktisk ram, för att åstad- komma en fullständigt stabil fixering av ett huvud. Emel- lertid behöver det stiftbärande elementet ej, såsom i det utförande som visas på de tillhörande ritningarna, nöd- vändigtvis ha formen av en stolpe 3. Det är även tänkbart att anordna hylselementen direkt på ett ramelement, i vilket fall sagda ramelement utgör det stiftbärande ele- mentet.

Termerna inre, inåt etc, såsom de används häri, hänför sig till ett läge och en riktning mot huvudet, medan termerna yttre, utåt etc, hänför sig till ett läge och en riktning bort från huvudet.

Ytterligare fördelar med uppfinningen kommer att framgå genom exempel i samband med följande beskrivning av ett föredraget utförande, vilken hänvisar till de tillhörande ritningarna, Kort beskrivning av ritninqarna Fig 1 visar en fixeringsanordning enligt ett utföran- de av uppfinningen vid användning på en stereo- taktisk ram som är fäst på en patient.

Fig 2 är en perspektivisk sprängvy av en fixerings- anordning enligt ett utförande av uppfinningen.

Fig 3 och 4 är deltvärsektioner genom ett ramelement och en fixeringsanordning vilken är försedd med hylselement med olika längder för fixering av huvuden med olika storlekar.

Beskrivning av ett föredraget utförande Fig 1 visar en fixeringsanordning 1 enligt ett ut- förande av uppfinningen, vid användning tillsammans med en stereotaktisk ram 2 och fixerad på en patients huvud 3.

Fixeringsanordningen 1, i detta utförande, omfattar fyra stiftbärande element 4, av vilka endast tre är syn- liga i fig 1. Var och en av de fyra stiftbärande elemen- ten 4 bär ett hylselement 5 och ett fixeringsstift 6 och www. wa» »~ 'f fw f.- _ __¶, ,. _, 4 \ 10 15 20 25 30 35 är anordnade i hörnen av en rektangulär stereotaktisk ram 2 omfattande fyra ramdelar 7.

Såsom även visas i den perspektiviska sprängvyn i fig 2, omfattar varje stiftbärande element 4 en långsträckt stomme vilken har ett ramfästparti 4' och ett stiftbärande parti 4". Ramfästpartiet 4' är utformat med en långsträckt, genomgående slits 8 för att vara för- skjutbart fäst på den stereotaktiska ramen 2 medelst till exempel ett skruvförband. Pâ detta sätt kan det stift- bärande elementet regleras genom att förflyttas i dess längdriktning, vinkelrätt mot den stereotaktiska ramens plan, och på detta sätt anpassas till de specifika för- hållandena som är förknippade med varje patient. Emeller- tid är det även tänkbart att fästa det stiftbärande ele- mentet på ramelementet på alternativa sätt, t ex genom en svängled i vilket fall det stiftbärande elementet kan regleras genom svängning i förhållande till ramelementet.

Det stiftbärande partiet 4" omfattar en mottagande formation i form av ett genomgående hål 9 för att mottaga ett hylselement 5. Det genomgående hålet 9 är i detta utförande ogängat och har släta väggar för att mottaga hylselementet 5 genom presspassning från den sida av det stiftbärande elementet som är avpassat att vara vänd mot huvudet. För att förhindra att hylselementet 5 passerar genom hålet 9 i det stiftbärande elementet, är hylsele- mentet 5 utformat som ett säte vilket har en anliggnings- yta 10 vinkelrätt mot hylselementets 5 insättningsrikt- ning, vilket är avpassat att anligga mot en motsvarande yta hos hylselementet. Plana ytor ll i hålet, som är parallella med insättningsriktningen, samverkar med mot- svarande ytor på hylselementet och förhindrar hylselemen- tet att rotera när det är i sätespositionen.

Hylselementet 5 är utformat med ett monteringsparti 12 vilket förhindrar hylselementet från att passera genom det stiftbärande elementet genom anliggning mot kontakt- ytan 10 och den inre ytan av det stiftbärande elementet vilken förhindrar hylselementet från att rotera genom 10 15 20 25 30 35 526 256 9 samverkan med de plana ytorna ll. Hylselementet är även försett med ett utsträckt parti 13 vilket i det visade utförandet har en cylindrisk form. Hylselementet är även försett med ett genomgående hål 14 vilket har invändiga gängor.

Fixeringsstiftet 6 är utformat med utvändiga gängor över väsentligen dess hela längd, en spets 15 vid dess främre eller inre ände, och ett inre ingreppsorgan 16 vid den bakre eller yttre änden. Ingreppsorganet har företrä- desvis formen av en inre polygonal form, t ex ett sex- kantigt hål.

I fig 3 och 4 visas den sammansatta fixeringsanord- ningen l i schematiska, delvis genomskurna vyer av två olika utföranden, vid användning monterad på den stereo- taktiska ramen 2. Det stiftbärande elementet 4 är monte- rat på ramen 2 och regleras i höjd med hjälp av slitsen 8. Hylselementet 5 är insatt i det genomgående hålet i den övre delen av det stiftbärande elementet. Slutligen är fixeringsstiftet 6 inskruvat i hylselementets hål tills dess spets tränger in ett litet stycke i patientens huvud för tillförlitlig fixering av detsamma.

De två utföranden som illustreras i fig 3 och 4 används för fixering av två olika storlekar av huvuden, nämligen ett litet huvud i fig 3 och ett avsevärt större huvud i fig 4. För att åstadkomma detta på ett fördel- aktigt sätt i enlighet med uppfinningen, är fixerings- anordningen försedd med hylselement som har olika längder i de två utförandena. Sålunda är fixeringsanordningen i fig 3, för fixering av ett huvud 3 med liten storlek, försedd med ett jämförelsevis långt hylselement 5, medan fixeringsanordningen i fig 4, för fixering av ett huvud 3 med större storlek, är försedd med ett kort hylselement 5.

Såsom framgår av ritningarna, är monteringspartierna 12 hos de två utförandena av hylselementet, identiska och har samma längd. Det utsträckta partiet, å andra sidan, är gjort med en större längd i utförandet enligt fig 3 10 15 20 25 526 256 10 och sträcker sig i hylselementets sätesposition, inåt förbi de inre begränsningarna av det stiftbärande elemen- tet. Pà detta sätt kan den fria utskjutande längden av fixeringsstiften mellan den inre änden av hylselementet och huvudet, begränsas även vid fixering av ett huvud med liten storlek. Följaktligen begränsas det böjande momen- tet, Istället överförs en huvuddel av det böjande momentet till hylselementet vilket är bättre lämpat att bära detta som härrör fràn huvudets vikt, i fixeringsstiften. slag av last, beroende på dess större tvärsektionsmàtt.

Såsom framgår av fig 3 och 4 har inget av fixerings- stiften 6 sina yttre ändar utskjutande förbi den yttre begränsningen av de stiftbärande elementen 4, fastän fixeringsstiften har samma längd i de två utförandena.

Detta är fördelaktigt eftersom endast en eller några få längder av fixeringsstift erfordras för fixering av alla existerande storlekar av huvuden. Istället tillhandahålls nâgra få längder av hylselement för varje fixeringsanord- ning, varvid åtminstone ett och normalt två till fem hylselement är tillräckligt för tillförlitlig fixering av förekommande huvudstorlekar.

Det skall inses att uppfinningen har illustrerats med avseende på ett exemplifierat utförande och att upp- finningen kan varieras på många olika sätt inom ramen för de tillhörande kraven.

Claims (11)

5 10 15 20 25 30 35 526 256 ll PATENTKRAV

1. Förfarande för fixering av huvudet (3) hos en patient under neurologisk diagnos, terapi eller kirurgi, omfattande stegen: att tillhandahålla en fixeringsanordning (1) omfat- tande ett stiftbärande element (4), ett hylselement (5) som bärs av det stiftbärande elementet och inbe- griper ett invändigt gängat, genomgående hål (14), samt ett utvändigt gängat fixeringsstift (6) som är mottaget och bärs i det gängade hålet i hylselemen- tet; att tillhandahålla ett hylselement vilket, monterat läge i det stiftbärande elementet, i ett sträcker sig inåt från det stiftbärande elementet mot huvudet för att skjuta ut förbi den inre begränsningen av sagda stiftbärande element; att välja ett fixeringsstift som har en lämplig längd under beaktande att erhålla en tillräcklig gängad längd av fixeringsstiftet inuti hylselemen- tet, men att undvika att den yttre änden av fixe- ringsstiftet skjuter ut från den yttre änden av hylselementet; och att utföra fixeringen av huvudet genom att skruva in fixeringsstiftet i det gängade hålet i det till- hörande hylselementet, tills den inre änden av fixe- ringsstiftet anligger mot huvudet.

2. Förfarande enligt krav 1, omfattande steget att tillhandahålla utbytbara hylselement (5) i åtminstone två olika längder.

3. Förfarande enligt krav 2, omfattande steget att välja ett hylselement (5) som har en lämplig längd i förhållande till storleken hos det huvud (3) som skall fixeras, under beaktande att undvika att fixeringsstiftet (6) skjuter ut förbi den yttre begränsningen av det stiftbärande elementet (4). 10 15 20 25 30 35 526 256 12

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, omfattande steget att välja ett hylselement (5) som har en lämplig längd i förhållande till storleken hos det huvud (3) som skall fixeras, under beaktande att erhålla ett lämpligt avstånd mellan en inre ände av hylselementet och huvudet och sålunda en lämplig, fri utskjutande längd av fixe- ringsstiftet (6) mellan hylselementet och huvudet.

5. Förfarande enligt krav 4, omfattande steget att välja ett hylselement (5) så att avståndet mellan den inre änden av hylselementet och huvudet (3) kommer att uppgå till 0-30 mm, företrädesvis 0-20 mm och mest före- draget 0-10 mm.

6. Anordning för fixering av ett huvud (3) hos en patient under neurologisk diagnos, terapi eller kirurgi, varvid sagda anordning omfattar åtminstone ett fixerings- stift (6) vilket har ett invändigt gängat, genomgående hål (14) för för fixering mot huvudet, ett hylselement (5) att åtminstone delvis mottaga och hålla sagda fixerings- stift, fixeringsstiftet och hylselementet, k ä n n e t e c k - samt ett stiftbärande element (4) för att bära n a d av att hylselementet sträcker sig inåt från det stiftbärande elementet mot huvudet för att skjuta ut förbi den inre begränsningen av det stiftbärande elemen- tet.

7. Anordning enligt krav 6, varvid hylselementet (5) är utbytbart och tillhandahålls i åtminstone två olika längder i avsikt att medge anpassning av hylsele- mentet efter storleken av huvudet för att förbättra fixe- ringen av huvudet (3) och undvika att fixeringsstiftet (6) skjuter ut förbi den yttre begränsningen av det stiftbärande elementet (4) när det är i ett fixerings- läge.

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, varvid det stiftbärande elementet (4) är utformat med ett genomgåen- de hål (9) vilket tjänar såsom ett säte för hylselementet (5). 10 526 256 13

9. Anordning enligt krav 8, varvid hylselementet (5) är fäst på det stiftbärande elementet (4) med hjälp av en presspassning.

10. Anordning enligt något av kraven 6 till 9, var- vid hylselementet (5) är tillverkat av ett elektriskt isolerande material.

11. Sammansättning omfattande åtminstone tre fixe- ringsanordningar (1) enligt något av kraven 6 till 10, vilka är förbundna med ett gemensamt ramelement (2).