Digitales Drehmoment-Instrument

Mit dem Einreichen des Schlussberichts am 28.02.2023 haben wir das gemeinsame F&E-Projekt mit der Hochschule Furtwangen, AG Prof. Dr. Möller, zum digitalen Drehmoment-Instrument abgeschlossen. Die Vorteile eines digitales Drehmoment-Instruments erklären wir hier.

Drehmoment-Instrumente werden verwendet, um Schrauben kontrolliert anzuziehen. Orthopädische Implantate werden mit Hilfe von Schrauben an den Knochen und untereinander fixiert. Um das Implantat bzw. die Implantat-Konstruktion richtig einzubringen, muss ein optimales Drehmoment in engen Grenzen eingehalten werden. Hierfür gibt es auf die Implantate abgestimmte Drehmomentinstrumente.

Herkömmliche Lösungen

Die herkömmlichen Drehmoment-Instrumente funktionieren mechanisch, häufig mit Auslösemechanismus, der verhindern soll, dass das zulässige Drehmoment überschritten wird. Nachteil dieser Instrumente ist, dass sie schwer kalibrierbar sind und sich der eingestellte Auslösewert mit der Zeit verschieben kann. Darüber hinaus gibt es Situationen, in denen ein kontrolliertes Unter- oder Überschreiten des Solldrehmoments objektiv angezeigt sein kann oder eine Schraube vorübergehend wieder gelockert werden muss, was durch den Auslösemechanismus verhindert wird. Zudem bemängeln Anwenderinnen und Anwender, dass diese Instrumente aufgrund der unterbrochenen Welle kein „Handgefühl“ beim Anziehen erlauben.

Die Kammerer Medical Group stellt mechanische Drehmoment-Instrumente ohne Auslösung her. Mit diesen ist die Messgenauigkeit wesentlich besser und dank der durchgehenden Welle erlauben sie auch das Handgefühl beim Anziehen der Schrauben. Jedoch muss das aktuelle Drehmoment an einer (seitlichen) Skala abgelesen und bei Erreichen des Sollmoments das Anziehen beendet werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Anwenderinnen und Anwender das Implantat beobachten müssen und deshalb eine zweite Person für das Ablesen der Skala benötigen.

Innovatives Drehmoment-Instrument

Wir haben ein digitales Drehmoment-Instrument entwickelt, das die Nachteile der bisherigen Instrumente durch Digitalisierung der Drehmomentüberwachung löst.

In erster Linie verspricht das digitale Drehmoment-Instrument einen Beitrag zum Patientenwohl durch exakte Kalibrierung ohne Messdrift. Zweitens haben die Anwenderinnen und Anwender zum Erreichen des richtigen Drehmoments alle Beurteilungsmöglichkeiten zur Verfügung, die einander bei den bisherigen Lösungen ausschließen: ihr Handgefühl, ein akustisches und ein leicht sichtbares LED-Signal am Instrument bei Annäherung bzw. Erreichen des Sollmoments sowie eine Anzeige des detaillierten Drehmomentverlaufs als Grafik mit Zahlenwerten auf einem Bildschirm. Auch das Lockern und Wiederanziehen von einzelnen Schrauben ist möglich.

Die gespeicherten Drehmomentverläufe automatisieren die Dokumentation und können direkt in die Patientenakte hochgeladen werden. Sie geben den Kliniken einen Beleg, mit dem sie jederzeit nachweisen können, dass die Schrauben korrekt angezogen wurden.

Vorteile im Operationsverlauf

Durch den Trend zu minimalinvasivem Operieren ist das Implantat immer häufiger nicht sichtbar. Bei unüblichen Drehmomentverläufen, z.B. durch falsche Lage von Verbindungselementen des Implantats, Verkantung der Setzschraube oder Einklemmen von Gewebe, kann das digitale Drehmoment-Instrument warnen.

Durch die Möglichkeit ein Sollmoment am digitalen Drehmoment-Instrument einzustellen (automatisierbar durch Wechsel des Arbeitsendes), kann dieses mehrere derzeit nötige Instrumente ersetzen. Für die Anwenderinnen und Anwender entfällt zudem der Wechsel zwischen normalem Schraubendreher und Drehmoment-Instrument beim Anziehen jeder einzelnen Schraube.

Die Digitalisierung der Messung bietet die notwendige Grundlage für weitere unterstützende Funktionen wie die Visualisierung des Eindrehzustands jeder einzelnen Schraube in Echtzeit zur detaillierteren Fehlererkennung und um zu verhindern, dass insbesondere bei langkettingen Skoliose-Operationen Schrauben vergessen werden. Auch die individuelle Anpassung des Solldrehmoments an die Knochenfestigkeit der Patientinnen und Patienten wird damit möglich.