EP1618511A2 - Verfahren zur simulation muskulo-skelettaler belastungen eines patienten - Google Patents

Verfahren zur simulation muskulo-skelettaler belastungen eines patienten

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EP1618511A2
EP1618511A2 EP04727826A EP04727826A EP1618511A2 EP 1618511 A2 EP1618511 A2 EP 1618511A2 EP 04727826 A EP04727826 A EP 04727826A EP 04727826 A EP04727826 A EP 04727826A EP 1618511 A2 EP1618511 A2 EP 1618511A2
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EP
European Patent Office
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musculoskeletal
individual
parameters
loads
determined
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04727826A
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English (en)
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Inventor
Georg N. Duda
Markus O. Heller
William R. Taylor
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Heller Markus O
Original Assignee
Heller Markus O
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10331110A external-priority patent/DE10331110A1/de
Application filed by Heller Markus O filed Critical Heller Markus O
Publication of EP1618511A2 publication Critical patent/EP1618511A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4519—Muscles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/1036—Measuring load distribution, e.g. podologic studies
    • A61B5/1038—Measuring plantar pressure during gait
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    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1124—Determining motor skills
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    • A61B5/1126—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique
    • A61B5/1127—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique using markers
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/50—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for simulation or modelling of medical disorders
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis

Definitions

  • the invention relates to a method for simulating musculoskeletal stresses on a patient according to the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is therefore to specify a method for evaluating musculoskeletal stresses on a patient, with which in particular surgical interventions or rehabilitation measures can be improved.
  • the object is achieved by a method for simulating musculoskeletal loads with the features of claim 1.
  • individual musculoskeletal parameters of the patient are first determined.
  • automatic measurement of anthropometric parameters, automatic derivation of anthroprometric parameters from a system for computer-assisted surgery, in particular a surgical navigation system, and / or the position and / or orientation of joints are determined.
  • a surgical navigation system provides the surgeon with a virtual representation of the operating area. This representation is created, for example, using CT images taken before the operation. The surgeon can also observe the movements of instruments in the virtual representation, whereby he can follow a treatment plan previously arranged in the virtual representation. This also enables a comparison of the real OR situation with the planned situation. It is also possible to actively control instruments using the navigation system.
  • the method and the device for carrying out the method can, for example, be installed on a central server.
  • the users eg therapists, surgeons, technicians
  • the data can be used during the planning and subsequent steps during therapy.
  • a center can also be set up that centrally maintains and distributes data for different users.
  • the individual musculoskeletal loads are automatically determined from the determined individual musculoskeletal parameters.
  • the individual musculoskeletal loads are evaluated with the aid of at least one target criterion.
  • the contact forces or the amount of movement of a joint or the fragment movements of a fracture can serve as the target criterion.
  • the method according to the invention can be used to support surgical procedures, such as interventions for total joint replacement, interventions on ligament structures, interventions in the context of conversion osteotomies, and interventions in the context of fracture care for humans and animals.
  • surgical procedures can be supported in planning, implementation and evaluation.
  • the surgeon or therapist can directly assess the effects of a planned intervention non-invasively and can evaluate and adjust his operation or therapy plan accordingly.
  • the planning, implementation and evaluation of surgical procedures can be objectified even before the intervention.
  • At least one of the musculoskeletal parameters is determined after the assessment of the individual musculoskeletal loads and / or the orientation of a joint varies. Then the individual musculoskeletal stresses are again determined automatically, taking into account the at least one varied musculoskeletal parameter. A computer-aided assessment for individual musculoskeletal stresses with regard to the at least one target criterion is then carried out again. In this way, a comparison can be made between two possible situations or operating plans. For example, it can be examined how a different position of a joint behaves with regard to the at least one target criterion, for example with regard to the contact forces of the joint that occur. This enables precise operation planning.
  • the varied parameter can be optimized in a further development of the invention by repeating the variation of the at least one parameter until a defined target value of at least one target criterion is reached. This optimizes the target criterion and thus the parameter set iteratively. In this way, for example, the optimal position of an artificial joint can be determined.
  • the musculoskeletal parameters determined in this way are advantageously output on an output device and / or stored in a storage device. Additionally or alternatively, the output data can also be transmitted to a computer-assisted surgery system and / or in the surgical navigation system, so that these data can also be available intra-operatively.
  • the individual and varied musculoskeletal parameters obtained in this iterative procedure and corresponding to the target value advantageously serve as the basis for planning an operative intervention. In particular, they serve as the basis for the selection of components, for example different joint types, with regard to the positioning of the components or the decision about the removal of temporary implants.
  • the individual musculoskeletal parameters can be varied taking into account the data of implants, in particular their dimensions and ranges of movement. For example, different implants can be tested against each other and the optimal implant for the respective patient anatomy can be selected taking into account the respective target criteria.
  • the individual or the varied musculoskeletal parameters are compared with the musculoskeletal reference parameters stored in a database, with musculoskeletal reference loads corresponding to the musculoskeletal reference loads being determined as the individual musculoskeletal loads.
  • the musculoskeletal reference parameters can be present in the database as discrete values. When present Discrete values make sense to compare the reference parameters with the individual musculoskeletal parameters using functional relationships, in particular using interpolation.
  • the individual musculoskeletal loads are calculated from the determined individual musculoskeletal parameters.
  • the calculation is advantageously based on a biomechanical and / or a mathematical model.
  • the biomechanical or mathematical model used in each case is already adapted to the individual musculoskeletal parameters.
  • a biomechanical and / or a mathematical model can be selected from at least one database on the basis of the determined individual musculoskeletal parameters.
  • the selected model is then optimized and adapted to the individual musculoskeletal parameters determined. It is therefore advantageous to calculate the individual musculoskeletal loads with the aid of a musculoskeletal model, taking into account the individual patient anatomy or taking into account the individual anthropometric data of the patient.
  • these individual musculoskeletal loads are advantageously visualized.
  • the respective treating doctor or therapist can use the visualization to quickly and easily check and change their treatment plan.
  • the indi- vidual musculoskeletal stresses are represented graphically and / or numerically using an anatomical model.
  • a rehabilitation process can also be assessed and / or controlled, for example, by recognizing. For example, corresponding data can be accessed via the Internet.
  • the individual musculoskeletal parameters of the patient are determined by measurements.
  • at least one of the individual musculoskeletal parameters can be measured automatically. Such a measurement can take place in particular by means of image recognition, computer tomography and / or by means of motion sensors.
  • individual movement parameters in particular gait parameters
  • gait parameters are determined and these are used for the automatic determination of individual musculoskeletal loads.
  • individual gait parameters can be obtained by taking pictures of legs in motion. Three-dimensional positions of the body parts can then be determined from the images. The ground reaction force that acts on the foot from the ground is also measured. It is particularly advantageous if the individual gait parameters are determined from personal data stored in a database and / or are recorded individually for one person.
  • a device having the features of claim 22.
  • Such a device can be implemented as a software and / or hardware-based variant in a data processing system.
  • This data processing system then has a link to a database with which musculoskeletal loads and / or individual movement parameters can be stored.
  • Figure 1 is a schematic representation of the method according to the invention in a first embodiment.
  • FIG. 4 shows a detailed section from the method of FIG. 2, the calculation of musculoskeletal loads being shown;
  • FIG. 6 shows a possible visualization of musculoskeletal stress.
  • FIG. 1 schematically shows the method according to the invention.
  • the individual musculoskeletal parameters of the respective patient are determined.
  • Other anthropometric data related to the automatic determination of the individual musculoskeletal loads can also be included here.
  • the determination of the individual musculoskeletal parameters in step 1 can be determined by automatic measurements, for example taken from computer tomography, by external measurements of the patient, by movement analyzes or by other measurement methods. Additionally or alternatively, anthropometric parameters can be automatically adopted by a navigation system.
  • step 40 e.g. include individual movement parameters in the process.
  • a gait analysis can be used.
  • the movements of the individual leg segments during certain activities e.g. running, climbing stairs, getting up from a chair, squats etc.
  • reflective markers are arranged on a patient and can be detected by the measuring system.
  • the spatial and temporal position of the body segments e.g. pelvis, thigh, knee, lower leg, foot
  • a three-dimensional movement image of the body segments can be obtained from the two-dimensional images. Also at the
  • Gait analysis measured the reaction force of the floor to the feet.
  • the movement parameters can be calculated from database values of a patient (e.g. height, weight) and / or on the patient. Even if gait parameters are used in the following, movement parameters of other parts of the body can in principle also be used.
  • the individual musculoskeletal loads are automatically determined from the determined individual musculoskeletal parameters and, if applicable, from the individual movement parameters. This determination can be made, for example, by comparing the determined musculoskeletal parameters with reference parameters stored in a database, or by calculating the respective individual musculoskeletal loads.
  • step 3 of the method shown in FIG. 1 the automatically determined, individual musculoskeletal strains are now evaluated with the aid of a computer with the aid of a target criterion.
  • the target criteria can be, for example, the contact forces or the extent of movement of a joint or the necessary fragment movements of a fracture. A combination of several target criteria can also be considered and evaluated.
  • the evaluation or the individual burdens are then output or documented in step 6.
  • step 4 a further development of the method can be used to check in step 4 whether the target criterion has reached a previously defined target value. If this is not the case, step 5 at least one of the individual parameters varies. This is followed by the automatic determination of the individual burdens in step 2 and the assessment of these individual burdens with regard to a target criterion in step 3. If the target value in step 4 is still not reached, a new variation of at least one parameter takes place in step 5. If the target value is reached, the output or documentation takes place in step 6. It is also possible that the data output is automatically on a surgical navigation system takes place.
  • This iterative procedure enables a parameter set to be optimized with regard to one or more target criteria.
  • the individual parameter set which is optimized with regard to the individual musculoskeletal loads or with regard to the target criterion, can then be used for planning, for example, an operative intervention or for planning therapeutic measures.
  • the variation of the at least one parameter in step 5 of the figure can also take into account the dimensions or other parameters of implants. By varying the parameters in step 5, different implants can be tested against each other.
  • the data obtained and processed are saved and can be used for rehabilitation.
  • the responsible doctor can access the data via the internet in order to have a specially adapted rehabilitation plan, e.g. to design for physiotherapy.
  • Step 1 determines the individual musculoskeletal parameters of the respective patient, for example by automatic measurement.
  • the automatic determination of the individual musculoskeletal loads from the determined individual musculoskeletal parameters can then take place either in step 20 via a database query or in step 21 via a calculation of the individual musculoskeletal loads.
  • the individual gait parameters are also included (step 40).
  • step 22 then results in the individual musculoskeletal stress of the respective patient.
  • the individual musculoskeletal stress is now prepared for the visualization in step 30. How this happens in detail is discussed in the description of the other figures.
  • step 31 the respective individual musculoskeletal stresses are visualized. From the visualization, the musculoskeletal loads are now evaluated with the aid of a computer to determine whether at least one target criterion has reached a specified target value. If this is the case in step 4, the corresponding parameters and the musculoskeletal stresses are output or documented in step 6. If the target value is not reached in step 4, at least one parameter is changed or varied using the visualization in step 50.
  • Step 21 performed. This iterative process is long demonstrated until the target value of at least one target criterion is reached in step 4.
  • FIGS. 3 and 4 now show the automatic determination of the individual musculoskeletal loads in the two variants mentioned.
  • the individual musculoskeletal parameters determined in step 2 are compared with reference parameters stored in a stress database 200.
  • the reference parameters of the load database 200 can be present either as discrete values or as continuous values.
  • the comparison between the determined individual musculoskeletal parameters and the reference parameters of the stress database is carried out using functional relationships, in particular using an interpolation.
  • the reference loads corresponding to the reference parameters closest to the determined parameters are then output as the individual musculoskeletal load in step 22.
  • FIG. 4 shows the second variant of the automatic determination of the musculoskeletal loads. From the determined individual musculoskeletal parameters in
  • Step 1 is a suitable anatomical from a database 210 select mechanical and / or biomechanical model or a suitable movement model.
  • the selected model is adapted in step 211 to the determined individual musculoskeletal parameters 1.
  • an individual biomechanical model is obtained which is individually adapted to the respective patient.
  • Individual gait parameters 40 are also included.
  • the individual musculoskeletal loads are now calculated in step 213. These individual musculoskeletal stresses are then assigned to the individual musculoskeletal stress in step 22.
  • FIG. 5 shows the individual process steps for the visualization of the individual musculoskeletal loads.
  • the individual musculoskeletal stresses of step 22 are prepared together with the data of a database 310 of an anatomical model in step 311.
  • the individual musculoskeletal loads can be assigned to individual anatomical parts.
  • Data can also be processed in a surgical navigation system. The data linked and processed in this way are visualized in step 312.
  • Such a visualization is shown, for example, in FIG. 6.
  • Individual parameters 1 to m can be varied using the visualization, for example using a graphic representation, on a computer screen using a slide 500.
  • the value of the respective parameter is in a separate display 501 is displayed. This can be an angle or a distance, for example.
  • the musculoskeletal load is visualized using a curve 502, which shows the loads, for example, during a walking cycle or while climbing stairs.
  • the attending doctor or therapist can now set different values of the respective parameter by moving the slider 500 and in doing so observe how the exposure data change.
  • the description of the figures relates to a special joint, namely a hip joint.
  • the teaching according to the invention can in principle be used for all joints, in particular also knee joints, shoulder joints, ankle joints, temporomandibular joints, elbow joints and / or spinal joints.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulation muskulo-skelettaler Belastungen eines Patienten, insbesondere zur Vorbereitung bzw. Überwachung operativer Eingriffe und/oder zur Planung bzw. Überwachung der Rehabilitation. Dazu werden zunächst individuelle muskulo-skelettale Parameter des Patienten, insbesondere durch automatische Messung anthropometrischer Parameter und/oder der Lage und/oder Orientierung von Gelenken ermittelt, insbesondere auch Gangdaten. Danach werden individuelle muskulo-skelettale Belastungen aus den ermittelten muskulo-skelettalen Parametern des Patienten automatisch bestimmt. Die so bestimmten individuellen muskulo-skelettalen Belastungen werden rechnergestützt hinsichtlich mindestens eines Zielkriteriums, insbesondere hinsichtlich der Kontaktkräfte oder des Bewegungsausmasses eines Gelenkes oder hinsichtlich der Fragmentbewegungen einer Fraktur bewertet. Die Erfindung löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Bewertung muskulo-skelettaler Belastungen eines Patienten anzugeben, mit dem insbesondere operative Eingriffe bzw. Rehabilitationsmassnahmen verbessert werden können.

Description

Verfahren zur Simulation muskulo-skelettaler
Belastungen eines Patienten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation muskulo- skelettaler Belastungen eines Patienten gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
Es ist ein gesellschaftlicher Trend hin zu einem aktivem Lebensstil, geprägt unter anderem auch durch das Ausüben von Hochrisiko Sportarten gepaart mit einer vermehrten körperli- chen Aktivität, auch im Alter, zu beobachten. Zusätzlich steigt die Lebenserwartung und eine generelle Alterung der Bevölkerung ist zu beobachten. Mit beiden Phänomenen geht eine Zunahme muskulo-skelettaler Erkrankungen einher. Deren besondere Relevanz wird unter anderem auch durch die von der HO ausgerufene Bone & Joint Decade ersichtlich.
Konkret bedeutet dies, dass die Anzahl der Menschen, die beispielsweise künstliche Gelenke benötigen, die eine Fraktur erleiden oder für die Rehabilitationsmaßnahmen erforder- lieh werden, steigt. Diese Entwicklung hat sowohl eine enorme ökonomische Bedeutung auf Grund der damit verbundenen Kosten durch Operationen und Rehabilitationsmaßnahmen bzw. der indirekte Kosten der Arbeitsfähigkeit, aber auch eine wichtige sozio-kulturelle Komponente, nämlich den Erhalt von Lebensqualität. Insgesamt folgt, dass eine Optimierung der entsprechenden Maßnahmen wie beispielsweise Operationen und Rehabilitationsmaßnahmen eine hohe Bedeutung für die Entwicklung der Gesellschaft hat.
Der Erfolg einer Behandlung, insbesondere im Rahmen eines Gelenkersatzes oder bei der Frakturversorgung hängt jedoch sehr stark von den davor und danach erreichten individuellen muskulo-skelettalen Belastungen ab. Im Rahmen der Maßnahmen wird versucht, diese aktiv zu ändern bzw. einen „normalen Zustand", der in der Regel auch der optimale Zustand ist, wieder herzustellen. Die Kenntnis über muskulo-skelettale Belastungen ist derzeit beschränkt, da es sich dabei um komplexe Systeme handelt. Eine Einbeziehung der muskulo- skelettalen Belastung in die Planung bzw. die Durchführung von Operationen und/oder Rehabilitationsmaßnahmen erfolgt derzeit nicht. Das Ergebnis der durchgeführten Operation bzw. der Rehabilitationsmaßnahmen ist daher in hohem Maße von der Erfahrung des Chirurgen bzw. des Therapeuten abhän- gig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Bewertung muskulo-skelettaler Belastungen eines Patienten anzugeben, mit dem insbesondere operative Eingriffe bzw. Rehabilitationsmaßnahmen verbessert werden können. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Simulation muskulo- skelettaler Belastungen mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Dem gemäß werden zunächst individuelle muskulo-skelettale Parameter des Patienten ermittelt. Insbesondere werden durch automatische Messung anthropometrische Parameter, automatische Ableitung anthroprometrischer Parameter aus einem System für die Computer Assistierte Chirurgie, insbesondere ei- nem chirurgischen Navigationssystem, und/oder die Lage und/oder Orientierung von Gelenken ermittelt. Ein chirurgisches Navigationssystem stellt dem Operateur eine virtuelle Darstellung des Operationsbereiches zur Verfügung. Diese Darstellung wird z.B. anhand von vor der OP aufgenommener CT-Bilder erstellt. Dabei kann der Operateur die Bewegungen von Instrumenten auch in der virtuellen Darstellung beobachten, wobei er einem vorher in der virtuellen Darstellung angeordneten Behandlungsplan folgen kann. Damit ist auch ein Vergleich der realen OP-Situation mit der geplanten Situati- on möglich. Auch ist es möglich, mit Hilfe des Navigationssystems aktiv Instrumente zu steuern. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens können z.B. auf einem zentralen Server installiert sein. Die Nutzer (z.B. Therapeuten, Chirurgen, Techniker) würden in diesem Fall nicht lokal auf Daten zugreifen, sondern könnten über das Internet die benötigten Informationen erhalten oder ggf. auch eingeben. Damit können die Daten während der Planung und auch nachfolgenden Schritten therapiebegleitend genutzt werden. Auch kann ein Zentrum eingerichtet werden, dass zentral Daten für unterschiedliche Nutzer pflegt und verteilt . Aus den ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parametern werden im zweiten Schritt die individuellen muskulo- skelettalen Belastungen automatisch bestimmt. Im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen hinsichtlich mindestens eines Zielkriteriums rechnergestützt bewertet. Als Zielkriterium können dabei insbesondere die Kontaktkräfte bzw. das Bewegungsausmaß eines Gelenkes oder die Fragmentbewegungen einer Fraktur dienen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können chirurgische Vorgehensweisen, wie beispielsweise Eingriffe zum totalen Gelenkersatz, Eingriffe an Bandstrukturen, Eingriffe in Rahmen von Umstellungsosteotomien sowie Eingriffe im Rahmen der Frakturversorgung von Menschen und Tieren unterstützt werden.
Durch die Ermittlung einer Bewertung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen hinsichtlich mindestens ei- nes Zielkriteriums können chirurgischen Verfahren in Planung, Durchführung und Evaluierung unterstützt werden. Der Chirurg bzw. Therapeut kann mit Hilfe des Verfahrens direkt die Auswirkungen eines geplanten Eingriffes nichtinvasiv abschätzen und seinen Operations- bzw. Therapieplan dement- sprechend bewerten und anpassen. Durch die Verwendung individualisierter, biomechanischer muskulo-skelettaler Be- lastungs- und Beanspruchungsanalysen kann daher die Planung, Durchführung und Evaluierung chirurgischer Verfahren bereits vor dem Eingriff objektiviert werden.
In einer Variante des Verfahrens wird nach der Bewertung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen mindestens einer der muskulo-skelettalen Parameter, insbesondere die Lage und/oder die Orientierung eines Gelenkes variiert. Danach werden erneut die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen unter Berücksichtigung des mindestens einen variierten muskulo-skelettalen Parameters automatisch bestimmt. Darauf wird erneut eine rechnergestützte Bewertung für individuelle muskulo-skelettale Belastungen hinsichtlich des mindestens einen Zielkriteriums vorgenommen. Auf diese Weise kann ein Vergleich zwischen zwei möglichen Situationen bzw. Operationsplänen vorgenommen werden. Beispielsweise kann un- tersucht werden, wie sich eine unterschiedliche Lage eines Gelenkes im Hinblick auf das mindestens eine Zielkriterium, beispielsweise im Hinblick auf die dabei auftretenden Kontaktkräfte des Gelenkes, verhält. Eine genaue Operationsplanung wird hierdurch möglich. Der variierte Parameter kann in einer Weiterentwicklung der Erfindung optimiert werden, indem die Variation des mindestens einen Parameters solange wiederholt wird, bis ein festgelegter Zielwert mindestens eines Zielkriteriums erreicht wird. Hierdurch wird iterativ eine Optimierung des Zielkriteriums und damit auch des Para- metersatzes erreicht. Auf diese Weise kann beispielsweise die optimale Lage eines künstlichen Gelenkes ermittelt werden.
Die so ermittelten muskulo-skelettalen Parameter, beispiels- weise die Lage eines Gelenkes werden vorteilhaft auf einem Ausgabegerät ausgegeben und/oder in einem Speichergerät gespeichert. Zusätzlich oder alternativ können die Ausgabedaten auch an ein Computer Assistiertes Chirurgiesystem und / oder eim chirurgisches Navigationssystem übermittelt werden, so dass diese Daten auch intra-operativ zur Verfügung stehen können . Die in diesem iterativen Verfahren gewonnenen und mit dem Zielwert korrespondierenden individuellen und variierten muskulo-skelettalen Parameter dienen mit Vorteil als Grundlage für die Planung eines operativen Eingriffs. Insbesonde- re dienen sie als Grundlage für die Wahl von Komponenten, beispielsweise unterschiedlichen Gelenktypen, bezüglich der Positionierung der Komponenten oder der Entscheidung über die Entfernung temporärer Implantate.
Um die Auswirkungen unterschiedlicher Implantate auf die muskulo-skelettale Belastung des Patienten ermitteln zu können, kann die Variation der individuellen muskulo- skelettalen Parameter unter Berücksichtigung der Daten von Implantaten, insbesondere deren Abmessungen und Bewegungsbe- reichen, durchgeführt werden. So können beispielsweise unterschiedliche Implantate gegeneinander getestet werden und das für die jeweilige Patientenanatomie optimale Implantat unter Berücksichtigung der jeweiligen Zielkriterien gewählt werden.
Zur automatischen Bestimmung der individuellen muskulo- skelettalen Belastungen sind in Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zwei unterschiedliche Verfahrenstypen vorgesehen:
Zum Einen werden die individuellen bzw. die variierten muskulo-skelettalen Parameter mit in einer Datenbank hinterlegten, muskulo-skelettalen Referenzparametern verglichen, wobei zu den muskulo-skelettalen Referenzparametern korres- pondierende muskulo-skelettale Referenzbelastungen als die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen bestimmt werden. Die muskulo-skelettalen Referenzparameter können in der Datenbank dabei als diskrete Werte vorliegen. Beim Vorliegen diskreter Werte bietet es sich an, die Referenzparameter mit den individuellen muskulo-skelettalen Parametern mittels funktioneller Zusammenhänge, insbesondere mittels Interpolation zu vergleichen.
Zum Anderen werden die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus dem ermittelten individuellen muskulo- skelettalen Parametern berechnet. Dabei liegt der Berechnung vorteilhaft ein biomechanisches und/oder ein mathematisches Modell zugrunde. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet bereits eine Anpassung des jeweiligen verwendeten biomechanischen bzw. mathematischen Modells an die individuellen muskulo-skelettalen Parameter statt. Dazu kann ein biomechanisches und/oder ein mathematisches Modell aufgrund der ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parameter aus mindestens einer Datenbank ausgewählt werden.
Es findet dann eine Optimierung und Anpassung des ausgewähl- ten Modells an die ermittelten individuellen muskulo- skelettalen Parameter statt. Vorteilhaft findet daher eine Berechnung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen mit Hilfe eines muskulo-skelettalen Modells unter Berücksichtigung der individuellen Patientenanatomie bzw. unter Berücksichtigung der individuellen anthropometrischen Daten des Patienten statt.
Zur Vereinfachung der rechnergestützten Bewertung der jeweiligen Verfahrensergebnisse werden diese individuellen musku- lo-skelettalen Belastungen vorteilhaft visualisiert . Der jeweilige behandelnde Arzt bzw. Therapeut kann so anhand der Visualisierung schnell und einfach seinen Behandlungsplan überprüfen und abändern. Dabei werden vorteilhaft die indi- viduellen muskulo-skelettalen Belastungen anhand eines anatomischen Modells graphisch und/oder numerisch dargestellt.
Durch die Bewertung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen kann weiterhin ein Rehabilitationsprozess bewertet und/oder gesteuert werden, indem beispielsweise erkannt werden können. So kann z.B. über das Internet auf entsprechende Daten zugegriffen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens .werden die individuellen muskulo-skelettalen Parameter des Patienten durch Messungen ermittelt. Zur Vereinfachung und Objektivierung des Verfahrens kann mindestens einer der individuellen muskulo-skelettalen Parameter automatisch gemessen werden. Eine solche Messung kann insbesondere durch Bilderkennung, Computertomographie und/oder durch Bewegungssensoren stattfinden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn individuelle Bewegungspa- rameter, insbesondere Gangparameter ermittelt werden und diese zur automatischen Bestimmung individueller muskulo- skelettaler Belastungen verwendet werden. Zum Beispiel können individuelle Gangparameter durch Bildaufnahmen von Beinen in Bewegung gewonnen werden. Aus den Aufnahmen können dann dreidimensionale Positionen der Körperteile bestimmt werden. Auch wird dabei die Bodenreaktionskraft gemessen, die vom Boden auf den Fuß wirkt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die individuellen Gangparameter aus in einer Datenbank gespeicherten Personendaten ermittelt werden und / oder für eine Person individuell erfasst werden.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 22 gelöst. Eine solche Vorrichtung kann als Software- und / oder hardwaregestützte Variante in einer Datenverarbeitungsanlage implementiert sein. Diese Datenverarbeitungsanlage weist dann eine Kopplung mit einer Datenbank auf, mit der muskulo-skelettakle Belastungen und / oder individuelle Bewegungsparameter speicherbar sind.
Das Verfahren wird im Folgenden anhand der Zeichnungen der Figuren weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 das Verfahren in einer zweiten, detaillierteren Ausführungsform;
Fig. 3 Ausschnitt aus dem in Figur 2 gezeigten Verfahren bezüglich der Betimmung individueller muskulo- skelettaler Belastungen aus einer Datenbank,-
Fig. 4 detaillierter Ausschnitt aus dem Verfahren der Figur 2, wobei die Berechnung muskulo-skelettaler Belastungen gezeigt ist;
Fig. 5 weiter Ausschnitt aus dem Verfahren der Figur 2, der sich auf die Visualisierung bezieht; und
Fig. 6 Darstellung einer möglichen Visualisierung muskulo- skelettaler Belastungen.
In Figur 1 ist schematisch des erfindungsgemäße Verfahren gezeigt. Im ersten Schritt werden die individuellen muskulo- skelettalen Parameter des jeweiligen Patienten ermittelt. Dazu zählen insbesondere anthropometrische Daten, wie bei- spielsweise die Knochenabmessungen und deren Massen, die Schwerpunkte der Knochen und andere Trägheitsparameter, die Beckenabmessungen, die jeweiligen Ober- und Unterschenkel - längen oder die Fußlänge. Hierein können auch andere anthro- pometrische Daten eingehen, die im Zusammenhang mit der jeweiligen automatischen Bestimmung der individuellen muskulo- skelettalen Belastungen im Zusammenhang stehen.
Die Ermittlung der individuellen muskulo-skelettalen Parame- ter im Schritt 1 kann durch automatische Messungen, die beispielsweise aus der Computertomographie entnommen sind, durch Außenmessungen des Patienten, durch Bewegungsanalysen oder durch andere Messverfahren ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ können anthropometrischen Parameter automa- tisch von einem Navigationssystem übernommen werden.
Dabei können in Schritt 40 z.B. individuelle Bewegungspara- meter in das Verfahren eingehen. Im Fall der unteren Extremitäten kann dazu eine Ganganalyse verwendet werden. Dabei werden z.B. mit einem optischen Messsystem die Bewegungen der einzelnen Beinsegmente bei bestimmten Aktivitäten (z.B. Laufen, Treppensteigen, Aufstehen von einem Stuhl, Kniebeugen etc.) erfasst. Damit die optische Erfassung durchführbar ist, werden auf einen Patienten reflektierende Marker ange- ordnet, die vom Messsystem erfassbar sind. Damit kann dann die räumliche und zeitliche Position der Körpersegmente (z.B. Becken, Oberschenkel, Knie, Unterschenkel, Fuß) ermittelt werden. In Verbindung mit mehreren Kameras kann aus den zweidimensionalen Bildern ein dreidimensionales Bewegungs- bild der Körpersegmente gewonnen werden. Auch wird bei der
Ganganalyse die Reaktionskraf des Bodens auf die Füße gemessen. Die Bewegungsparameter können dabei aus Datenbankwerten eines Patienten (z.B. Größe, Gewicht) berechnet wer- den und / oder am Patienten direkt erhoben werden. Auch wenn im Folgenden auf Gangparameter abgehoben wird, so können grundsätzlich auch Bewegungsparameter anderer Körperteile verwendet werden .
Im Schritt 2 werden die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen automatisch aus den ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parametern und ggf. aus den individuellen Bewegungsparametern bestimmt. Diese Bestimmung kann bei- spielsweise durch Vergleich der ermittelten muskulo- skelettalen Parameter mit in einer Datenbank hinterlegten Referenzparametern, oder aber durch Berechnung der jeweiligen individuellen muskulo-skelettalen Belastungen erfolgen. Aus diese Verfahren wird bei der Beschreibung der folgenden Figuren weiter eingegangen werden.
Im Schritt 3 des in Figur 1 gezeigten Verfahrens werden nun die automatisch bestimmten, individuellen muskulo- skelettalen Belastungen bezüglich eines Zielkriteriums rech- nergestützt bewertet. Als Zielkriterium können dabei beispielsweise die Kontaktkräfte oder das Bewegungsausmaß eines Gelenkes oder die notwendigen Fragmentbewegungen einer Fraktur dienen. Auch eine Kombination mehrerer Zielkriterien kann hierbei betrachtet und bewertet werden.
In einer einfachen Ausführung des Verfahrens werden die Wertung bzw. die individuellen Belastungen dann mit Schritt 6 ausgegeben bzw. dokumentiert.
Zur Optimierung eines Parametersatzes kann in einer Weiterbildung des Verfahrens weiterhin im Schritt 4 überprüft werden, ob das Zielkriterium einen vorher festgelegten Zielwert erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 5 mindestens einer der individuellen Parameter variiert. Die automatische Bestimmung der individuellen Belastungen im Schritt 2 und die Bewertung dieser individuellen Belastungen bezüglich eines Zielkriteriums im Schritt 3 schließt sich daran an. Ist der Zielwert im Schritt 4 immer noch nicht erreicht, so erfolgt eine neue Variation mindestens eines Parameters in Schritt 5. Ist der Zielwert hingegen erreicht, so erfolgt die Ausgabe bzw. Dokumentation im Schritt 6. Auch ist es möglich, dass die Datenausgabe automatisch an ein chirurgisches Navigationssystem erfolgt .
Durch dieses iterative Vorgehen kann ein Parametersatz bezüglich eines oder mehrerer Zielkriterien optimiert werden. Der bezüglich der individuellen muskulo-skelettalen Belas- tungen bzw. bezüglich des Zielkriteriums optimierte individuelle Parametersatz kann dann zur Planung beispielsweise eines operativen Eingriffs bzw. zur Planung therapeutischer Maßnahmen verwendet werden.
Die Variation des mindestens einen Parameters in Schritt 5 der Figur kann auch die Abmessungen bzw. andere Parameter von Implantaten berücksichtigen. So können durch die Variationen der Parameter in Schritt 5 unterschiedliche Implantate gegeneinander getestet werden.
Die gewonnenen und verarbeiteten Daten werden gespeichert und können für die Rehabilitation verwendet werden. Dabei kann z.B. der zuständige Arzt über das Internet auf die Daten zugreifen, um einen speziell angepassten Rehabilitati- onsplan, z.B. für die Krankengymnastik zu gestalten.
In Figur 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren in einer erweiterten Ausführungsform gezeigt. Zunächst werden im Schritt 1 die individuellen muskulo-skelettalen Parameter des jeweiligen Patienten, beispielsweise durch automatische Messung, ermittelt. Die automatische Bestimmung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen aus den ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parametern kann danach entweder im Schritt 20 über eine Datenbankabfrage oder aber im Schritt 21 über eine Berechnung des individuellen muskulo-skelettalen Belastung erfolgen. Dabei gehen auch die individuellen Gangparameter ein (Schritt 40) .
Aus dem Schritt 20 bzw. dem Schritt 21 ergibt sich dann im Schritt 22 die individuelle muskulo-skelettale Belastung des jeweiligen Patienten. Die individuelle muskulo-skelettale Belastung wird nun für die Visualisierung im Schritt 30 auf- bereitet. Wie dies im einzelnen vor sich geht wird bei der Beschreibung der weiteren Figuren thematisiert.
Im Schritt 31 werden die jeweiligen individuellen muskulo- skelettalen Belastungen visualisiert . Aus der Visualisierung heraus werden die muskulo-skelettalen Belastungen nun dahingehend rechnergestützt bewertet, ob mindestens ein Zielkriterium einen vorgegebenen Zielwert erreicht hat. Ist dies im Schritt 4 der Fall, so werden die entsprechenden Parameter sowie die muskulo-skelettalen Belastungen im Schritt 6 aus- gegeben bzw. dokumentiert. Ist der Zielwert im Schritt 4 nicht erreicht, so wird mindestens ein Parameter an Hand der Visualisierung im Schritt 50 verändert bzw. variiert.
Mit dem in Schritt 50 erzeugten, neuen Parametersatz wird dann wiederum eine automatische Bestimmung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen im Schritt 20 bzw. im
Schritt 21 durchgeführt. Dieser iterative Prozess wird so- lange vorgeführt, bis in Schritt 4 der Zielwert mindestens eines Zielkriteriums erreicht ist .
In den Figuren 3 und 4 wird nun die automatische Bestimmung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen in den beiden genannten Varianten dargestellt.
In Figur 3 werden die im Schritt 2 ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parameter mit in einer Belastungsdaten- bank 200 hinterlegten Referenzparametern verglichen. Die Referenzparameter der Belastungsdatenbank 200 können dabei entweder als diskrete Werte, oder als kontinuierliche Werte vorliegen.
Beim Vorliegen diskreter Werte wird der Vergleich zwischen den ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parametern und den Referenzparametern der Belastungsdatenbank über funktionelle Zusammenhänge, insbesondere über eine Interpolation durchgeführt. Die den den ermittelten Parametern nächstliegenden Referenzparameter entsprechenden Referenzbelastungen werden dann als die individuelle muskulo- skelettale Belastung im Schritt 22 ausgegeben.
In diese Variante ist vor der Durchführung des erfindungsge- mäßen Verfahrens eine größere Menge empirischer Daten zu erheben, an Hand derer die Belastungsdatenbank 200 aufgebaut werden kann.
In Figur 4 ist die zweite Variante der automatischen Bestim- mung der muskulo-skelettalen Belastungen gezeigt. Aus den ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parametern in
Schritt 1 wird aus einer Datenbank 210 ein passendes anato- misches mechanisches und/oder biomechanisches Modell bzw. ein passendes Bewegungsmodel auszuwählen.
Das ausgewählte Modell wird im Schritt 211 an die ermittelten individuellen muskulo-skelettalen Parameter 1 angepasst. Im Schritt 212 erhält man daraus ein individuelle biomechanischen Modell, das an den jeweiligen Patienten individuelle angepasst ist. Dabei gehen auch individuelle Gangparameter 40 ein.
Mit dem individuellen biomechanischen Modell werden nun im Schritt 213 die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen berechnet. Diese individuellen muskulo-skelettalen - Belastungen werden dann der individuellen muskulo-skelettalen Belastung in Schritt 22 zugeordnet.
Figur 5 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte zur Visualisierung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen. Die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen des Schrittes 22 werden zusammen mit den Daten einer Datenbank 310 eines anatomischen Modells im Schritt 311 aufbereitet. Dabei können beispielsweise die individuellen muskulo- skelettalen Belastungen einzelnen anatomischen Partien zugeordnet werden. Dabei können auch Daten in einem chirurgi- sehen Navigationssystem verarbeitet werden. Die so verknüpften und aufbereiteten Daten werden im Schritt 312 visuali- siert .
Eine solche Visualisierung ist beispielsweise in Figur 6 ge- zeigt. Einzelne Parameter 1 bis m können an Hand der Visualisierung, beispielsweise an Hand einer grafischen Darstellung, auf einem Computerschirm mit Hilfe eines Schiebers 500 variiert werden. Der Wert des jeweiligen Parameters wird in einer separaten Anzeige 501 angezeigt. Hier kann es sich beispielsweise um einen Winkel oder einen Abstand handeln. Die muskulo-skelettale Belastung wird an Hand einer Kurve 502, die die Belastungen beispielsweise während eines Geh- zyklus bzw. während des Treppensteigens zeigt, visualisiert.
Der behandelnde Arzt oder der Therapeut kann nun durch verschieben des Schiebers 500 unterschiedliche Werte des jeweiligen Parameters einstellen und dabei betrachten, wie sich die Belastungsdaten verändern.
Über diese Visualisierung und die gleichzeitige Veränderung der Parameter ist ein Ausfinden einer optimalen Lösungen bzw. das Planen eines Eingriffes schnell und effizient mög- lieh. Der jeweilige behandelnde Arzt bzw. Therapeut kann so auf einen Blick überschauen, welche Konsequenzen eine Veränderung eines Parameters hinsichtlich eines Zielkriteriums bewirkt .
Die Figurenbeschreibung bezieht sich auf ein spezielle Gelenk, nämlich ein Hüftgelenk. Die erfindungsgemäße Lehre ist aber grundsätzlich für alle Gelenke, insbesondere auch Kniegelenke, Schultergelenke, Sprunggelenke, Kiefergelenke, Ellenbogengelenke und / oder Wirbelsäulengelenke anwendbar.
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Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Simulation muskulo-skelettaler Belastungen eines Patienten, insbesondere zur Vorbereitung bzw. Überwachung operativer Eingriffe und/oder zur Planung bzw. Überwachung der Rehabilitation, mit den Schritten:
a. Ermitteln individueller muskulo-skelettaler Parameter des Patienten, insbesondere durch automatische Mes- sung anthropometrischer Parameter, automatische Ableitung anthroprometrischer Parameter aus einem System für die Computer Assistierte Chirurgie, insbesondere einem chirurgischen Navigationssystem, und/oder der Lage und/oder Orientierung von Gelenken;
b. Automatische Bestimmung der individuellen muskulo- skelettalen Belastungen aus den ermittelten muskulo- skelettalen Parametern des Patienten;
c. Rechnergestützte Bewertung der individuellen muskulo- skelettalen Belastungen hinsichtlich mindestens eines Zielkriteriums, insbesondere hinsichtlich der Kontaktkräfte oder des Bewegungsausmaßes eines Gelenkes oder hinsichtlich der Fragmentbewegungen einer Frak- tur.
2. Verfahren nach Anspruch 1 mit den zusätzlichen Schritten:
d. Variation mindestens eines muskulo-skelettalen Parameters, insbesondere der Lage und/oder der Orientierung eines Gelenks;
e. Erneute automatische Bestimmung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen unter Berücksichti- gung des mindestens einen variierten muskulo- skelettalen Parameters;
f. Erneute rechnergestützte Bewertung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen hinsichtlich des mindestens einen Zielkriteriums.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte d. bis f. wiederholt werden, bis ein fest- gelegter Zielwert mindestens eines Zielkriteriums erreicht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Zielwert korrespondierenden muskulo- skelettalen Parameter auf einem Ausgabegerät ausgegeben werden, in einem Speichergerät gespeichert und / oder an ein Computer Assistiertes Chirurgiesystem und / oder an ein chirurgisches Navigationssystem übertragen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Zielwert korrespondierenden individuellen und variierten muskulo-skelettalen Parameter als Grundlage für die Planung eines operativen Eingriffs, insbesondere als Grundlage für die Wahl von Kom- ponenten, der Positionierung von Komponenten oder der Entscheidung über die Entfernung temporärer Implantate, dienen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Variation der individuellen muskulo-skelettalen Parameter in Schritt d. unter Berücksichtigung vorgebbarer Daten von Implantaten, insbesondere deren Abmessungen und Bewegungsbereiche, durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Bestimmung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen die individuellen bzw. die variierten muskulo-skelettalen Para- meter mit in einer Datenbank hinterlegten muskulo- skelettalen Referenzparametern verglichen werden, wobei zu den muskulo-skelettalen Referenzparametern korrespondierende muskulo-skelettale Referenzbelastungen als die individuellen muskulo-skelettalen Belastungen bestimmt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die muskulo-skelettalen Referenzparameter als diskrete Werte in der Datenbank vorliegen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die muskulo-skelettalen Referenzparameter mit den individuellen muskulo-skelettalen Parametern mittels funkti- oneller Zusammenhänge, insbesondere mittels Interpolati - on, verglichen werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen muskulo- skelettalen Belastungen aus den ermittelten individuel- len muskulo-skelettalen Parametern berechnet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen ein biomechanisches und/oder ein mathemati- sches Modell zugrunde gelegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das biomechanische und/oder mathematische Modell an die individuellen muskulo-skelettalen Parameter angepasst wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das biomechanische und/oder mathematische Modell aufgrund der ermittelten individuellen muskulo- skelettalen Parameter aus mindestens einer Datenbank ausgewählt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen muskulo- skelettalen Belastungen mit Hilfe eines muskulo- skelettalen Modells unter Berücksichtigung der individuellen Patientenanatomie berechnet wird.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen muskulo- skelettalen Belastungen zur Bewertung visualisiert werden.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen muskulo- skelettalen Belastungen anhand eines anatomischen Modells, insbesondere graphisch und/oder numerisch dargestellt werden.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewertung der individuellen muskulo-skelettalen Belastungen ein Rehabilitationsprozess bewertet und/oder gesteuert wird, insbesondere mittels eines Zugriffs über das Internet.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen muskulo- skelettalen Parameter des Patienten durch Messungen ermittelt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der individuellen muskulo-skelettalen Parameter automatisch gemessen wird, insbesondere durch Bilderkennung, Computertomographie und/oder Bewegungs- Sensoren.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass individuelle Bewegungsparameter, insbesondere Gangparameter ermittelt werden und diese zur automatischen Bestimmung individueller muskulo- skelettaler Belastungen verwendet werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Gangparameter aus in einer Datenbank gespeicherten Personendaten ermittelt werden und / oder für eine Person individuell erfasst werden.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage und/oder Orientierung von Gelenken für ein Navigationssystem für die computerunterstützte Chirurgie verwendet werden und / oder die Daten von einem Navigationssystem für die computerunterstützte Chirurgie verwendet werden.
23. Vorrichtung zur Bewertung muskulo-skelettaler Belastungen eines Patienten mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
24. Bewegungsanalysesystem, insbesondere Ganganalysesystem, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung nach Anspruch 23 gekoppelt ist.
5. Navigationssystem für die computerunterstütze Chirurgie zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 22
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