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DE102006030688A1 - Vorrichtung zum Ausfräsen einer Kavität zur Aufnahme einer Gelenkprothese - Google Patents

Vorrichtung zum Ausfräsen einer Kavität zur Aufnahme einer Gelenkprothese Download PDF

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DE102006030688A1
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Abstract

Die Vorrichtung dient zum Ausfräsen einer Ausnehmung zur Halterung eines Objektes. Die Vorrichtung weist hierzu einen Fräskopf, einen Rotationsantrieb für den Fräskopf sowie eine Positioniereinrichtung für den Fräskopf auf. Der Fräskopf ist zum Ausfräsen einer Knochenkavität für die Aufnahme einer Gelenkprothese ausgebildet. Die Positioniereinrichtung weist mindestens zwei Bewegungsachsen auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausfräsen einer Ausnehmung zur Halterung eines Objektes, die einen Fräskopf, einen Rotationsantrieb für den Fräskopf sowie eine Positioniereinrichtung für den Fräskopf aufweist.
  • Derartige Fräseinrichtungen sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und werden in diversen technischen Bereichen eingesetzt. Insbesondere ist es auch bereits bekannt, Fräseinrichtungen im Bereich der Hüftchirurgie zu verwenden, um im Knochenbereich Kavitäten zur Aufnahme einer Hüftgelenkprothese zu erzeugen. Gemäß dem Stand der Technik werden die erforderlichen Kavitäten unter Verwendung eines Formfräsers erzeugt, der beispielsweise eine kalottenförmige Kavität erzeugt.
  • Aufgrund der Verwendung eines Formfräsers ist die Kavität zwangsläufig rotationssymmetrisch ausgebildet. Die verwendbaren Prothesenformen werden aufgrund des gegenwärtigen Herstellungsverfahrens für die Kavitäten stark begrenzt. Es kann hierdurch weder funktionell noch individuell eine Optimierung der Prothesen durchgeführt werden.
  • Bekannt ist ebenfalls bereits die Verwendung sogenannter Chirurgie-Roboter, die eine automatisierte Durchführung von Operationen unterstützen. Die Operationsqualität derartiger Roboter wird jedoch bislang im allgemeinen als unbefriedigend empfunden.
  • Darüber hinaus sind auch computerunterstützte Operationsverfahren bekannt, bei denen während der Durchführung einer Operation auf einem Monitor dem operierenden Arzt sehr genaue Bildinformationen zum Operationsort zur Verfügung gestellt werden. Es werden hierbei insbesondere zum aktuellen Zeitpunkt vorhandene genaue Positionen des Patienten, der relevanten Körperteile und der Operationsinstrumente dargestellt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein sicherer und zugleich flexibler Einsatz im Bereich der Medizintechnik unterstützt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fräskopf zum Ausfräsen einer Knochenkavität für die Aufnahme einer Gelenkprothese ausgebildet ist und daß die Positioniereinrichtung mindestens zwei Bewegungsachsen aufweist.
  • Durch die Ausstattung der Positioniereinrichtung mit mindestens zwei Bewegungsachsen ist es möglich, einen großen Gestaltungsfreiraum bei einem Entwurf von Endoprothesen, insbesondere von Hüftpfannenprothesen, zu erzielen. Durch die erfindungsgemäße beliebige Formgebung für die Kavität ist es möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher Prothesenformen zu realisieren. Es ist hierdurch möglich, eine Neugestaltung der Prothesen mit dem Ziel einer Qualitätsverbesserung durchzuführen. Die Qualitätsverbesserung kann beispielsweise in einer schnelleren Wiederherstellung der Beweglichkeit des Patienten oder einer Belastungsteigerung der Prothese im Patienten bestehen oder eine verlängerte Lebensdauer der implantierten Prothese zur Folge haben.
  • Aufgrund der mehreren Bewegungsachsen der Positioniereinrichtung ist es möglich, Pendelbewegungen des Fräskopfes durchzuführen und hierdurch zum Beispiel Hinterschneidungen zu erzeugen oder krafteinleitungsoptimierte Kavitäten zu generieren. Ebenfalls besteht eine Anwendungsmöglichkeit in der Herstellung von Entlastungsnuten.
  • Erfindungsgemäß ist es insbesondere auch möglich, Fräswerkzeuge aus dem Bereich der Mikrotechnologie zu verwenden und hierdurch eine weitere Optimierung des Fräsvorganges durchzuführen. Eine Anwendung kann sowohl bei der Implantation von zementierten als auch von zementfreien Prothesen erfolgen.
  • Eine besonders große Flexibilität bei der Formgebung der Kavität läßt sich dadurch erreichen, daß die Positioniereinrichtung zur Durchführung eines Viel-Achs-Fräsens ausgebildet ist.
  • Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet beseht darin, daß die Positioniereinrichtung zur Herstellung von Hüftpfannenprothesenkavitäten ausgebildet ist.
  • Eine Verwendung von Standardkomponenten wird dadurch unterstützt, daß die Positioniereinrichtung als ein Industrieroboter ausgebildet ist.
  • Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die Positioniereinrichtung als ein 6-Achsen-Roboter ausgebildet ist.
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Viel-Achsen-Operationsroboters zur Herstellung von Knochenkavitäten zur Aufnahme von Endoprothesen und
  • 2 eine Darstellung eines Fräskopfes im Knochenbereich.
  • Gemäß der Ausführungsform in 1 ist eine Positioniereinrichtung (1) als ein Industrieroboter ausgebildet, der ein 5-Achs-Fräsen unterstützt. Die Positioniereinrichtung (1) ist neben einem Operationstisch (2) angeordnet, auf dem ein Patient (3) liegt. Als Operationsort ist ein Hüftbereich (4) des Patienten (3) vorgesehen.
  • 2 zeigt einen mit der Positioniereinrichtung (1) verbundenen Fräskopf (5) zur Herstellung einer Ausnehmung (6) in einem Knochen (7), vorzugsweise einem Hüftknochen. Der Fräskopf (5) ist über eine Welle (8) mit einem nicht dargestellten Rotationsantrieb verbunden.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Ausfräsen einer Ausnehmung zur Halterung eines Objektes, die einen Fräskopf, einen Rotationsantrieb für den Fräskopf sowie eine Positioniereinrichtung für den Fräskopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskopf (5) zum Ausfräsen einer Knochenkavität für die Aufnahme einer Gelenkprothese ausgebildet ist und daß die Positioniereinrichtung (2) mindestens zwei Bewegungsachsen aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (1) zur Durchführung eines Viel-Achs-Fräsens ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (1) zur Her stellung von Hüftpfannenprothesenkavitäten ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (1) als ein Industrieroboter ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (1) als ein 6-Achsen-Roboter ausgebildet ist.
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