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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Verbrauchsmaterial während einer medizinischen Prozedur sowie ein medizinisches Bildverarbeitungssystem.
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Bei vielen medizinischen Prozeduren, insbesondere bei chirurgischen Eingriffen, wird Verbrauchsmaterial verwendet. Als Verbrauchsmaterial wird im Sinne der Erfindung Hilfsmaterial bezeichnet, welches zur einmaligen Verwendung während der jeweiligen Prozedur bereitgestellt und nach der Verwendung entsorgt wird.
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Ein typisches Beispiel für Verbrauchsmaterial sind chirurgische Tupfer, welche während chirurgischen Eingriffen genutzt werden, um Blut und andere Körperflüssigkeiten im OP-Situs aufzunehmen, um eine gute Sicht für den Operateur zu gewährleisten.
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Je nach Flüssigkeitsaufkommen während des Eingriffs kann ein solcher Tupfer für längere Zeit im OP-Situs verbleiben, um z.B. kleine Sickermengen an Blut aufzunehmen, oder nach kurzer Zeit wieder entnommen werden, beispielsweise bei starken Blutungen.
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In jedem Fall muss zum Ende eines Eingriffs sichergestellt sein, dass kein Verbrauchsmaterial versehentlich im OP-Situs verbleibt, wenn dieser verschlossen wird. Im OP-Situs verbleibende Verbrauchsmaterialien können anhaltende Beschwerden, eine verzögerte Wundheilung, oder noch schwererer Komplikationen wie Infektionen verursachen.
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Studien zufolge kommt es trotz strenger Vorschriften für die Vollständigkeitskontrolle bei chirurgischen Eingriffen in Körperhöhlen zu etwa 20 Vorfällen pro 100000 Eingriffen, bei denen Verbrauchsmaterial unbeabsichtigt im OP-Situs verbleibt („Jeder Tupfer zählt“, https://www.aps-ev.de/wp-content/uploads/2016/09/Glossar_JTZ_Internet.pdf).
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Es besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, Methoden und Systeme bereitzustellen, welche die Gefahr von im OP-Situs vergessenen Verbrauchsmaterialien deutlich reduzieren.
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Diese Aufgabe wird gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Überwachen von Verbrauchsmaterial während einer medizinischen Prozedur, wobei unbenutztes Verbrauchsmaterial in einem Bereitstellungsbereich bereitgestellt wird, Verbrauchsmaterial in einem OP-Bereich verwendet wird, und benutztes Verbrauchsmaterial in einem Sammelbereich abgelegt wird, mit den Schritten: Beobachten des Bereitstellungsbereichs und des Sammelbereichs mit wenigstens einer Kamera, Registrieren, mittels eines ersten automatischen Bildverarbeitungsverfahrens, wenn unbenutztes Verbrauchsmaterial aus dem Bereitstellungsbereich entnommen wird, Registrieren, mittels eines zweiten automatischen Bildverarbeitungsverfahrens, wenn benutztes Verbrauchsmaterial im Sammelbereich abgelegt wird, und Bilanzieren des aus dem Bereitstellungsbereich entnommen Verbrauchsmaterials und des im Sammelbereich abgelegten Verbrauchsmaterials.
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Durch den Einsatz automatischer Bildverarbeitungsverfahren werden menschliche Fehlerquellen bei der Bilanzierung von Verbrauchsmaterialien ausgeschlossen. Dabei ist die erfindungsgemäße End-to-End Überwachung besonders sicher, da die jeweiligen Bereitstellungs- und Sammelbereiche in der Regel durch Kameras gut erfassbar sind. Erkennungsfehler durch Überdeckungen der relevanten Bereiche, z.B. durch Personen im Bildfeld der Kameras, können so verhindert werden.
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Als automatische Bildverarbeitungsverfahren können klassische Bildverarbeitungsverfahren verwendet werden, welche gesuchte Objekte anhand vorgegebener Regeln erkennen. Alternativ können auf künstlicher Intelligenz beruhende Bildverarbeitungsverfahren eingesetzt werden.
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In einer Weiterbildung eines Verfahren nach der Erfindung kann zusätzlich der OP-Bereich mit wenigstens einer Kamera überwacht und mittels eines dritten automatischen Bildverarbeitungsverfahrens ermittelt werden, an welcher Stelle im OP-Bereich registriertes Verbrauchsmaterial eingebracht wird, und/oder von welcher Stelle im OP-Bereich registriertes Verbrauchsmaterial entnommen wird. Es ist hierdurch möglich, bei Feststellen einer Fehlmenge von Verbrauchsmaterial automatisch zu ermitteln, an welcher Stelle des OP-Bereichs noch Verbrauchsmaterial zu vermuten ist. Das Auffinden fehlenden Verbrauchsmaterials kann dadurch beschleunigt werden.
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In einer besonderen Ausführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung kann das Verbrauchsmaterial abzählbares Verbrauchsmaterial sein, und es kann ein Verbrauchsmaterialzähler geführt werden, welcher zu Beginn der medizinischen Prozedur auf 0 gesetzt wird; bei Registrieren der Entnahme eines Verbrauchsmaterials aus dem Bereitstellungsbereich erhöht wird; und bei Registrieren des Ablegens eines Verbrauchsmaterials im Sammelbereich verringert wird. Der Verbrauchsmaterialzähler gibt somit jederzeit an, wie viele Verbrauchsmaterialien im OP-Bereich vorhanden sind.
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Dabei kann nach Beendigung der medizinischen Prozedur der Wert des Zählers ausgegeben werden. Beispielsweise kann nach Abschluss der Prozedur ein Verbrauchsmaterialprotokoll als Nachweisdokument erstellt werden, welches den Wert des Verbrauchsmaterialzählers explizit angibt.
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In einer weiteren Ausführung eines Verfahrens nach der Erfindung kann ein Standbild aufgenommen und gespeichert werden, wenn das Einbringen und/oder das Entnehmen eines Verbrauchsmaterials in bzw. aus dem OP-Bereich registriert wird. Durch die Speicherung solcher Standbilder wird im Falle von Abweichungen eine manuelle Nachkontrolle der Verbrauchsmaterialzählung ermöglicht.
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Ebenso kann eine Videosequenz mit vorgegebener bzw. vorgebbarer Länge aufgenommen und gespeichert werden, wenn das Einbringen und/oder das Entnehmen eines Verbrauchsmaterials in bzw. aus dem OP-Bereich registriert wird. Videosequenzen können bei einer manuellen Nachkontrolle der Verbrauchsmaterialzählung weitere Informationen liefern, bzw. eine genauere Erkennung ermöglichen.
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In einer besonderen Weiterbildung eines Verfahrens nach der Erfindung wird das Verbrauchsmaterial mittels eines oder mehrerer chirurgischer Greifinstrumente eingebracht und/oder entnommen, und mittels des dritten automatischen Bildverarbeitungsverfahrens kann erkannt werden, ob ein chirurgisches Greifinstrument mit oder ohne Verbrauchsmaterial in den OP-Bereich eingeführt und/oder aus dem OP-Bereich entnommen wird. Die Berücksichtigung von chirurgischen Greifinstrumenten kann den automatischen Bildverarbeitungsverfahren zusätzliche Informationen zur Verfügung stellen, um die Erkennungsrate für Verbrauchsmaterialien zu erhöhen.
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Das erste und/oder zweite automatische Bildverarbeitungsverfahren können vorzugsweise eingerichtet sein zu erkennen, wenn mehrere Stücke eines abzählbaren Verbrauchsmaterials gleichzeitig aus dem Bereitstellungsbereich entnommen oder im Sammelbereich abgelegt werden.
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Dabei kann das erste automatische Bildverarbeitungsverfahren eingerichtet sein, die Anzahl der entnommenen Verbrauchsmaterialien anhand geometrischer Kenndaten zu ermitteln. Dies kann z.B. die Änderung der Höhe eines Vorratsstapels sein, oder die Kontur von Falzlinien, wenn das Verbrauchsmaterial in gefalteter Form vorgehalten wird.
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Im Sammelbereich kann das abzählbare Verbrauchsmaterialien manuell vereinzelt werden, und dass das zweite automatische Bildverarbeitungsverfahren kann eingerichtet sein, die Anzahl der abgelegten Verbrauchsmaterialien nach der Vereinzelung zu bestimmen. Durch die oftmals im Sammelbereich ohnehin vorgeschriebene Vereinzelung wird die Bestimmung der Anzahl der jeweils abgelegten Verbrauchsmaterialien stark vereinfacht.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein medizinisches Bildverarbeitungssystem, umfassend: eine oder mehrere Kameras, die eingerichtet sind, einen Bereitstellungsbereich für unbenutztes Verbrauchsmaterial, einen Sammelbereich für benutztes Verbrauchsmaterial, und ggf. einen OP-Bereich zu erfassen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, Videodaten von der einen oder den mehreren Kameras zu empfangen; wobei die Steuerung eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß den obigen Ausführungen auszuführen. Bezüglich der hierdurch erreichbaren Wirkungen und Vorteile wird explizit auf das oben gesagte verwiesen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger exemplarischer Darstellungen näher erläutert. Dabei sollen die dargestellten Ausführungsbeispiele lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung beitragen, ohne diese einzuschränken.
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Es zeigen:
- 1: Den Aufbau eines OP-Saals in einer vereinfachten Darstellung,
- 2: Ein Bilanzierungsverfahren,
- 3a, b: optische Szenarien im Bereitstellungsbereich,
- 4a, b: optische Szenarien im Sammelbereich,
- 5: Ein Bildverarbeitungssystem.
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In 1 ist ein möglicher Aufbau eines OP-Saals 1 in einer stark vereinfachten Draufsicht dargestellt. Dabei befindet sich etwa in der Mitte des OP-Saals 1 ein OP-Tisch 2, auf welchem ein Eingriff durchgeführt werden kann. Um den OP-Tisch 2 herum sind Bewegungsbereiche 3, 4, 5, 6 von direkt an einem durchzuführenden Eingriff beteiligten Personen angedeutet. Der OP-Tisch 2 und die Bewegungsbereiche 3, 4, 5, 6 bilden einen OP-Bereich 7.
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In 1 rechts neben dem OP-Bereich 7 sind Bereitstellungstische 10, 11 dargestellt. Auf dem Bereitstellungstisch 10 sind verschiedenen chirurgische Instrumente angeordnet, auf dem Bereitstellungstisch 11 befinden sich mehrere Vorratsstapel mit medizinischem Verbrauchsmaterial, im dargestellten Beispiel Tupfer zur Aufnahme von Blut und anderen Flüssigkeiten. Zwischen dem Bereitstellungstischen 10, 11 und dem OP-Bereich 7 ist der Bewegungsbereich 12 einer Assistenzkraft angedeutet, welche chirurgische Instrumente und/oder Verbrauchsmaterial von den Bereitstellungstischen 10, 11 entnimmt und diese den direkt am Eingriff beteiligten Personen zureicht. Die Bereitstellungtische 10, 11 und der Bewegungsbereich 12 bilden einen Bereitstellungsbereich 15.
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In 1 links neben dem OP-Bereich 7 sind Ablagetische 16, 17 sowie ein Abwurfbehälter 18 angeordnet. Auf dem Ablagetisch 16 können benutzte chirurgische Instrumente abgelegt werden. Auf dem Ablagetisch 17 kann benutztes Verbrauchsmaterial abgelegt und für Bilanzierungszwecke vereinzelt werden. Nach erfolgter Vereinzelung und Bilanzierung kann das Verbrauchsmaterial in den Abwurfbehälter 18 eingeworfen werden. Dabei wird das Verbrauchsmaterial in der Regel erst nach dem vollständigen Abschluss des Eingriffs in den Abwurfbehälter 18 eingeworfen, um im Falle von Diskrepanzen bei der Bilanzierung ein Nachzählen zu ermöglichen. Zwischen den Ablagetischen 16, 17 und dem Abwurfbehälter 18 einerseits sowie dem OP-Bereich 7 andererseits ist ein Bewegungsbereich 19 einer weiteren Assistenzkraft angedeutet, welche benutzte chirurgische Instrumente sowie Verbrauchsmaterial entgegennimmt. Die Ablagetische 16, 17, der Abwurfbehälter 18, sowie der Bewegungsbereich 19 bilden einen Sammelbereich 20.
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Die Positionen von Bereitstellungsbereich 15 und Sammelbereich 20 relativ zum OP-Bereich 7 können je nach Art des Eingriffs variieren, die dargestellte Konfiguration ist bloß ein mögliches Beispiel, um die einzelnen Funktionen zu verdeutlichen. In vielen Fällen werden die Bereitstellungstische 10, 11 als ein einziger Tisch ausgeführt sein. Es ist auch nicht unüblich, den Bereitstellungbereich 15 und den Sammelbereich 20 zusammenzufassen, so dass Bereitstellung und Entgegennahme des Materials von einer einzigen Assistenzkraft durchgeführt werden können.
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Um sicherzustellen, dass nach einem Eingriff, insbesondere nach einem offenen Eingriff in einer Körperhöhle eines Patienten, keine chirurgischen Instrumente und kein Verbrauchsmaterial unbeabsichtigt im Patienten verbleibt, werden die chirurgischen Instrumente und das Verbrauchsmaterial bilanziert, d.h. es wird überwacht, dass alle aus dem Bereitstellungsbereich 15 entnommenen Instrumente und Verbrauchsmaterialien auch im Sammelbereich 20 abgegeben werden. Diese Bilanzierung erfolgt in der Regel manuell, und ist daher fehleranfällig. Insbesondere bei Notoperationen, ungeplanten Änderungen des Operationsablaufs oder bei Personalwechsel während des Eingriffs kann es zu Bilanzierungsfehlern kommen, als deren Resultat Objekte wie chirurgische Instrumente oder Verbrauchsmaterial ungeplant im Patienten verbleibt. Während das Risiko hierfür bei chirurgischen Instrumenten wegen der guten optischen Erkennbarkeit eher gering ist, besteht für Verbrauchsmaterial wie Tupfer ein erhöhtes Risiko, da sie sich insbesondere nach Kontakt mit Blut innerhalb einer Körperhöhle kaum einfach erkennen lassen.
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Um die Bilanzierung des Verbrauchsmaterials von menschlichen Einflüssen unabhängig zu machen, sind im Bereitstellungsbereich 15 und im Sammelbereich 20 Kameras 21, 22 vorgesehen, welche die jeweiligen Bereiche beobachten, bzw. Videobilder der entsprechenden Bereiche an eine in 1 nicht dargestellte Steuerung zu senden.
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In der Steuerung werden parallel zueinander mehrere automatische Bildverarbeitungsverfahren ausgeführt, welche die von den Kameras 21,22 gelieferten Videobilder auswerten, um die Entnahme von Verbrauchsmaterialen aus dem Bereitstellungsbereich 15 und/oder die Ablage von Verbrauchsmaterial im Sammelbereich 20 zu registrieren.
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Eine weitere Kamera 23 kann im OP-Bereich vorgesehen sein, um Videobilder von dem OP-Bereich ebenfalls an die Steuerung zu senden. Dort kann ein zusätzliches automatisches Bildverarbeitungsverfahren auswerten, an welcher Stelle im OP-Bereich Verbrauchsmaterial eingebracht und/oder entnommen wird.
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Zusätzlich führt die Steuerung ein Bilanzierungsverfahren für Verbrauchsmaterial aus, welches in drei unabhängige Teilprozesse aufgeteilt ist, die in 2 dargestellt sind. Das Bilanzierungsverfahren nutzt einen einzigen Verbrauchsmaterialzähler, welcher in der Steuerung z.B. als Variable definiert ist und zu Beginn eines Eingriffs auf 0 gesetzt wird.
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Ein erster Teilprozess 100 verarbeitet Informationen aus dem Bereitstellungsbereich 15. Dabei wird in einem ersten Schritt 101 ein Videobild oder eine kurze Videosequenz von der Kamera 21 empfangen. In einem weiteren Schritt 102 wird abgefragt, ob das Videobild bzw. die Videosequenz die Entnahme von Verbrauchsmaterial aus dem Bereitstellungsbereich 15 zeigt. Ist dies nicht der Fall, so beginnt der Teilprozess 100 bei Schritt 101 erneut, um ein weiteres Bild bzw. eine weitere Videosequenz zu empfangen.
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Wird hingegen in Schritt 102 die Entnahme von Verbrauchsmaterial festgestellt, so wird in Schritt 103 festgestellt, wie viele Stücke von abzählbarem Verbrauchsmaterial entnommen wurden. In Schritt 104 wird dann der Verbrauchsmaterialzähler um die Entsprechende Anzahl erhöht. Dies zeigt an, dass die fragliche Anzahl von Verbrauchsmaterialien aus dem Bereitstellungsbereich entnommen wurde und sich somit potentiell innerhalb des Körpers des Patienten befinden kann. Anschließend beginnt der Teilprozess 100 erneut bei Schritt 101.
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Ein zweiter Teilprozess 200 verarbeitet Informationen aus dem Sammelbereich 20. Dabei wird in einem ersten Schritt 201 ein Videobild oder eine kurze Videosequenz von der Kamera 22 empfangen. In einem weiteren Schritt 202 wird abgefragt, ob das Videobild bzw. die Videosequenz die Ablage von Verbrauchsmaterial in dem Sammelbereich 20 zeigt. Ist dies nicht der Fall, so beginnt der Teilprozess 200 bei Schritt 201 erneut, um ein weiteres Bild bzw. eine weitere Videosequenz zu empfangen.
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Wird hingegen in Schritt 202 die Ablage von Verbrauchsmaterial festgestellt, so wird in Schritt 203 festgestellt, wie viele Stücke von abzählbarem Verbrauchsmaterial abgelegt wurden. In Schritt 204 wird dann der Verbrauchsmaterialzähler, um die Entsprechende Anzahl verringert. Dies zeigt an, dass die fragliche Anzahl von Verbrauchsmaterialien aus dem OP-Bereich entnommen wurde und sich somit nicht mehr potentiell innerhalb des Körpers des Patienten befinden kann. Anschließend beginnt der Teilprozess 200 erneut bei Schritt 201.
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Ein dritter Teilprozess 300 verarbeitet Informationen aus dem OP-Bereich 7. Hier wird wiederum in einem ersten Schritt 301 ein Videobild oder eine kurze Videosequenz von der Kamera 23 empfangen. In einem weiteren Schritt 302 wird abgefragt, ob das Videobild bzw. die Videosequenz das Einbringen oder die Entnahme von Verbrauchsmaterial in bzw. aus dem OP-Bereich 7 zeigt. Ist dies nicht der Fall, so beginnt auch der Teilprozess 300 bei Schritt 301 erneut, um ein weiteres Bild bzw. eine weitere Videosequenz zu empfangen.
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Anders als bei den Teilprozessen 100, 200 wird in Teilprozess 300 in Schritt 303 festgestellt, an welcher Stelle des OP-Bereichs das Verbrauchsmaterial eingebracht bzw. entnommen wurde. Dazu ist ein virtuelles Positionsraster definiert, welches den OP-Bereich abdeckt, und für jedes Feld des Rasters ist ein eigener Verbrauchsmaterialzähler vorgesehen.
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In Schritt 304 wird dann wieder ermittelt, wie viele Stücke des Verbrauchsmaterials eingebracht bzw. entnommen wurden. In Schritt 305 wird der zu der in Schritt 303 ermittelten Position gehörende Verbrauchsmaterialzähler um die in Schritt 304 ermittelte Anzahl erhöht bzw. verringert, um anzuzeigen, wie viele Stücke Verbrauchsmaterial sich zur Zeit an der jeweiligen Stelle des OP-Bereichs befinden.
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Nach Abschluss des Eingriffs, die der Steuerung beispielsweise manuell über ein Eingabegerät angezeigt werden kann, kann der Wert des Verbrauchsmaterialzählers über ein geeignetes Ausgabegerät ausgegeben werden, dies kann ein Monitor oder anderes Display sein. Falls der Wert des Verbrauchsmaterialzählers bei Abschluss des Eingriffs nicht 0 ist kann zusätzlich ein Fehlersignal und/oder ein Alarm ausgeben werden.
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Falls die Teilprozesse 100, 200, 300 mit Videosequenzen statt mit Einzelbildern arbeiten, kann die Länge dieser Sequenzen so gewählt werden, dass einerseits das zu verarbeitende Datenvolumen beherrschbar bleibt und andererseits eine sinnvolle Aussage über Trajektorien möglich bleibt. Sinnvolle Sequenzlängen können dabei beispielsweise zwischen 1 Sekunde und 5 Sekunden liegen. Bei zu langen Sequenzen besteht die Gefahr, dass mehrere relevante Ereignisse in einer Sequenz vorliegen und ggf. nicht alle erkannt werden.
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Die für die einzelnen Teilprozesse 100, 200, 300 erforderlichen Bildverarbeitungsverfahren sind aufgrund der unterschiedlichen Bedingungen unterschiedlich komplex. Dabei kommen grundsätzlich bekannte Bildverarbeitungsoperationen zur Anwendung, die der Fachmann den jeweiligen Anforderungen entsprechend aus seinem Fachwissen auswählt. Neben deterministischen Algorithmen können für Teilaufgaben oder für die gesamten Bildverarbeitungsmethoden auch nicht-deterministische Verfahren Anwendung finden, die gemeinhin unter dem Begriff „künstliche Intelligenz“ (Kl) zusammengefasst werden. Hierbei sind für die Bildverarbeitungsaufgaben der Objekterkennung und Objektklassifizierung insbesondere neuronale Netzwerke geeignet, wie z.B. „convolutional neural networks“. Solche Netzwerke können mit Trainingsdaten in Form von Videobildern oder Videosequenzen trainiert werden, welche die Entnahme oder Ablage von unbenutzten oder benutzten Verbrauchsmaterialien zeigen, und durch manuelle Klassifizierung vorausgewertet wurden.
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Die in der Schritten 102 bzw. 202 durchzuführende Prüfung, ob Verbrauchsmaterial entnommen oder abgelegt wird, ist relativ unproblematisch. Sowohl unbenutzte als auch benutzte Tupfer oder ähnliche Verbrauchsmaterialien lassen sich vor dem Hintergrund z.B. eines Edelstahltisches leicht optisch identifizieren, hierzu können bekannte Objekterkennungsalgorithmen verwendet werden. Bei der Auswertung von Videosequenzen können zusätzlich Trajektorien von erkannten Objekten ermittelt werden, eine Entnahme bzw. Ablage kann dann als sicher erkannt gelten, wenn bspw. die Trajektorie eines erkannten Objekts eine vorgegebene Demarkationslinie, bspw. den Rand des jeweiligen Tisches, überquert.
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In den 3a, 3b sind zwei mögliche Szenarien im Bereitstellungsbereich 15 dargestellt. Die 3a zeigt, wie ein Stapel 400 von Verbrauchsmaterial auf dem Bereitstellungstisch 11 verschoben wird, beispielsweise um einen einfacheren Zugriff zu ermöglichen. Dabei überquert der Stapel 400 nicht die Demarkationslinie 401, demzufolge wird keine Entnahme von Material erkannt.
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In 3b hingegen wird ein Stück 402 von dem Stapel 400 abgenommen und über die Demarkationslinie 401 bewegt. Die Steuerung registriert daher die Entnahme von Verbrauchsmaterial. Die Anzahl der tatsächlich entnommenen Stücke Verbrauchsmaterial kann dabei relativ leicht ermittelt werden, indem z.B. in einer Aufnahme unter einem Winkel die Höhe des Stapels 400 vor und nach der Entnahme ermittelt wird. Alternativ können geometrische Merkmale des Verbrauchsmaterials ausgewertet werden, wie z.B. charakteristische Falzrücken gefalteter Materialien, oder ähnliche Merkmale.
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In den 4a, 4b sind zwei mögliche Szenarien im Sammelbereich 20 dargestellt. Die 4a zeigt, wie ein Klumpen 500 aus Verbrauchsmaterial über eine Demarkationslinie 501 auf den Ablagetisch 17 gelegt wird. Die Steuerung wertet dies als Ablage von Verbrauchsmaterial. 4b zeigt, wie der Klumpen 500 Verbrauchsmaterial anschließend in zwei Stücke 500', 500" vereinzelt wird. Hier wird kein Verbrauchsmaterial über die Demarkationslinie 501 bewegt, so dass keine neue Ablage registriert wird. Allerdings kann die Steuerung an der Vereinzelung erkennen, dass zuvor tatsächlich zwei Stücke Verbrauchsmaterial abgelegt wurden, und dies entsprechend bilanzieren.
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In dem Teilprozess 200 können weitere Methoden angewendet werden, um die Anzahl der abgelegten Verbrauchmaterialien exakt zu bestimmen. Beispielsweise kann die Kamera 22 hierzu als Stereo-Kamera oder als TOF-Kamera ausgeführt sein, so dass aus den Videodaten zusätzlich das Volumen des Klumpens 500 aus Verbrauchsmaterials abgeschätzt werden kann. Da das Volumen eines einzelnen Stücks Verbrauchsmaterials bekannt ist, kann aus dem tatsächlichen Volumen auch die Anzahl der in dem Klumpen 500 vorhandenen Stücke des Verbrauchsmaterials geschlossen werden.
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Die dem Teilprozess 300 zu verarbeitenden Videodaten sind grundsätzlich schwieriger auszuwerten als die in den Teilprozessen 100, 200 zu verarbeitenden Daten. Dies liegt zum einen daran, dass es im OP-Bereich kaum möglich ist, die Kamera 23 so anzuordnen, dass ihr Bildfeld nicht gelegentlich durch die an dem Eingriff beteiligten Personen verdeckt ist. Zudem weist der Bildhintergrund, der beispielsweise eine eröffnete Körperhöhle abbildet, keinen scharfen Kontrast zu Stücken benutzten Verbrauchsmaterials auf. Um trotzdem halbwegs zuverlässige Informationen über die Verteilung des Verbrauchsmaterials zu extrahieren, können zusätzliche Bildelemente ausgewertet werden. Beispielsweise wird Verbrauchsmaterial in der Regel mit Greifinstrumenten eingebracht und entnommen, welche sich relativ einfach durch Bildverarbeitungsmethoden auffinden lassen. Nach erfolgter Erkennung eines Greifinstrumenten kann durch weitere Bildanalyse auch gut ermittelt werden, ob das jeweilige Instrument gerade mit Verbrauchsmaterial beladen ist. Durch Auswertung dieser Informationen kann der Verbleib des Verbrauchsmaterials indirekt bestimmt werden.
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Zur Ermittlung der jeweiligen Anzahl von eingebrachten oder entnommenen Stücken von Verbrauchsmaterial kann der Teilprozess 300 dabei auf Informationen aus den Teilprozessen 100, 200 zurückgreifen, dies ist in 2 durch die gestrichelten Linien 310, 320 angedeutet.
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Die primäre Funktion der Bilanzierung der Verbrauchsmaterials ist in den Teilprozessen 100, 200 realisiert. In diesen Teilprozessen ist wegen der guten optischen Bedingungen eine hohe Erkennungssicherheit gewährleistet, so dass die Genauigkeit der automatischen Bilanzierung die einer manuellen Bilanzierung leicht übertrifft.
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Für den Teilprozess 300 besteht wegen der schlechteren optischen Bedingungen eine höhere Fehlerkennungswahrscheinlichkeit. Daher werden die Ergebnisse dieses Teilprozesses nicht direkt zur Bilanzierung verwendet, sondern dienen lediglich im Falle von Abweichungen bei der Bilanzierung dazu, fehlendes Verbrauchsmaterial schneller aufzufinden.
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Zu Nachverfolgungszwecken können Videodaten der Kameras 21, 22, 23 vollständig oder teilweise abgespeichert werden. Falls nach Abschluss eines Eingriffs Zweifel an der Korrekten Bilanzierung aufkommen, kann diese somit anhand der gespeicherten Videodaten manuell oder automatisch überprüft werden. Um das zu speichernde Datenvolumen zu reduzieren können beispielsweise nur solche Videobilder oder Videosequenz gespeichert werden, auf denen eine Entnahme, Ablage, oder Vereinzelung erkennbar ist.
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In 5 ist ein medizinisches Bildverarbeitungssystem 600 dargestellt. Das Bildverarbeitungssystem 600 umfasst die Kameras 21, 22, 23, eine Steuerung 601, sowie einen Monitor 602.
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Die Steuerung 601 umfasst einen Prozessor 605, einen Programmspeicher 606, sowie einen Arbeitsspeicher 607.
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Der Programmspeicher 606 enthält Programminformationen, welche durch den Prozessor 605 ausgelesen und ausgeführt werden, um die oben beschriebenen Verfahren auszuführen. Dabei kann der Prozessor 605 ein Standardprozessor sein. Um eine möglichst hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erreichen, kann der Prozessor 605 ein Multi-Kern-Prozessor sein, der die Teilprozesse 100, 200, 300 ganz oder teilweise parallel ausführen kann. Es können auch Multiprozessorsysteme mit mehreren CPUs zur Anwendung kommen. Bei Anwendung von KI-basierten Verfahren können speziell für solche Verfahren optimierte Grafikprozessoren (GPUs) eingesetzt werden. Die Videodaten der Kameras 21, 22, 23 werden während der Verarbeitung in dem Arbeitsspeicher 607 abgelegt.
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Der Monitor 602 dient zur Ausgabe des Bilanzierungsergebnisses nach Abschluss des Eingriffs.
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Die obige Beschreibung stellt lediglich ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und kann im Rahmen der anhängenden Ansprüche modifiziert werden. So können beispielsweise bei geeigneter Anordnung von OP-Bereich 7, Bereitstellungsbereich 15 und Sammelbereich 20 weniger als drei Kameras erforderlich sein, im günstigsten Fall kann eine Kamera ausreichen. Die für den OP-Bereich vorgesehene Kamera kann eine in modernen OP-Sälen ohnehin vorhandene Raumkamera sein.
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Auch wenn die Erfindung hier lediglich im Zusammenhang mit offen-chirurgischen Eingriffen beschrieben wird, so kann sie gleichermaßen auch bei minimalinvasiven Eingriffen Anwendung finden, welche mit endoskopischen Instrumenten durchgeführt werden.
