EP4380486A1 - Medizintechnisches system und verfahren zum bereitstellen eines versorgungsvorschlags - Google Patents

Medizintechnisches system und verfahren zum bereitstellen eines versorgungsvorschlags

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EP4380486A1
EP4380486A1 EP22764326.9A EP22764326A EP4380486A1 EP 4380486 A1 EP4380486 A1 EP 4380486A1 EP 22764326 A EP22764326 A EP 22764326A EP 4380486 A1 EP4380486 A1 EP 4380486A1
Authority
EP
European Patent Office
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care
supply
processing device
data processing
parameters
Prior art date
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Pending
Application number
EP22764326.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronja Alissa SCHIERJOTT
Georg Hettich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aesculap AG
Original Assignee
Aesculap AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aesculap AG filed Critical Aesculap AG
Publication of EP4380486A1 publication Critical patent/EP4380486A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/40—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mechanical, radiation or invasive therapies, e.g. surgery, laser therapy, dialysis or acupuncture
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • 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
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data
    • G16H10/60—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for patient-specific data, e.g. for electronic patient records
    • G—PHYSICS
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    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
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    • 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
    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
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    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/102—Modelling of surgical devices, implants or prosthesis
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    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides

Definitions

  • the present disclosure relates to a medical-technical system for use in supplying a bone with an implant.
  • the present disclosure relates to a method for providing a treatment proposal for an upcoming treatment of a bone with an implant.
  • the medical-technical system and the method are used in particular when an artificial hip socket is implanted in a human pelvic bone.
  • Exemplary applications are in revision surgeries where an existing implant, particularly an artificial acetabulum in a pelvic bone, is removed and replaced with a new implant.
  • supply intervention can be viewed in particular as the initially mentioned supply of a patient with an implant.
  • the care intervention can in particular include relevant preparatory steps such as an analysis of the current situation and/or planning, the surgical intervention in the actual sense, and preferably a follow-up treatment or analysis of the postoperative condition.
  • relevant preparatory steps such as an analysis of the current situation and/or planning, the surgical intervention in the actual sense, and preferably a follow-up treatment or analysis of the postoperative condition.
  • bone defects are identified, on the basis of which the surgeon has to make a decision as to which implant and/or which surgical technique is to be used. It is known to classify the bone defects and/or to describe the bone defects in segments.
  • DE 10 2018 116 588 A1 describes a medical instrument and a corresponding method.
  • an actual state data record of a bone considered to be defective is created.
  • a health data set and a planning data set are created mathematically on the basis of the health data set. Instructions from the surgeon with regard to treating the bone are included in the creation of the planning data set, which includes information about characteristic anatomical features of the bone, for example.
  • the planning data record can be presented to the operator on a display device.
  • the set of instruments includes a medical navigation system and a marking device that can be attached to the bone to define a reference.
  • the planning data record can be displayed on the display device in a spatial relationship to the bone, with characteristic landmarks of the bone being assigned to characteristic landmarks in the planning data record.
  • the object of the present disclosure is to provide a medical-technical system and a method for providing a treatment proposal that support a user, in particular a surgeon, in the treatment of the bone.
  • a medical-technical system or medical device/facility
  • a medical system or medical facility/system
  • a medical system for use in the supply of a bone with an implant, in particular in the implantation of an artificial hip socket in a human pelvic bone, especially for revision procedures
  • system comprises or has a data processing device, a storage device and an information device, the following being stored linked to one another in the storage device, based on a plurality of previous supply interventions, assigned to a respective supply intervention or assignable in an (electronically readable) supply data record is: - parameter information, comprising a plurality of objectifiable parameters that are indicative of a diseased condition of the pelvic bone, riff is from a group of preferably predefined types of care, and - a success information that is indicative of a success of the care intervention intervention, the data processing device is designed and provided that from the care data record (relevant) parameters for (individual) types of care (a
  • the data processing device compares parameters for the upcoming medical intervention with the determined (relevant) parameters of the plurality of previous medical interventions for an upcoming medical care intervention in order to determine at least one selected medical care type from the group of medical care types with regard to a successful medical care intervention, and to a user provides the information device with a care suggestion about the at least one selected type of care.
  • a discrepancy between the parameters of the upcoming care intervention and the parameter information of the (historical) care data record is preferably calculated, wherein in particular a discrepancy between the parameters of the pending care intervention and the determined relevant parameters of the care data record is calculated.
  • This deviation should preferably be within a predetermined tolerance range.
  • the medical-technical system or a device for use when treating the bone with the implant, especially for revision interventions has the data processing device, the storage device and the notification device.
  • a respective care intervention is assigned or can be assigned in a care data record and stored linked to one another: the parameter information, comprising a number of objectifiable parameters that are indicative of a diseased condition of the bone are; the care information, which is indicative of a type of care carried out for the patient (52) during the care intervention, from a group of preferably predefined types of care; and -
  • the success information that is indicative of the success of the supply intervention the data processing device containing the following procedural steps in electronically readable form: - Determination of relevant parameters from the supply data record for the respective supply types using a statistical model, in particular using Principal component analysis, whereby the relevant parameters are decisive for the success of the respective type of care; - for an upcoming supply intervention, comparing the parameters of the upcoming supply intervention with the ascertained relevant
  • the data processing device can also cause an execution unit, in particular a CPU, to carry out the above method steps (electronically).
  • an execution unit in particular a CPU
  • the data processing device is designed and adapted (programmed) according to the disclosure in such a way that it uses a statistical model, in particular principal component analysis, to determine relevant parameters for types of care from the care data record, which are decisive for the success of the respective type of care and they for an upcoming care intervention, compares parameters of the pending care intervention with the determined relevant parameters of the plurality of previous care interventions, with (in particular) a deviation between the parameters of the pending care intervention and the determined relevant parameters being within a predetermined tolerance range, to determine at least one selected type of care from the group of types of care with regard to a successful care intervention, and to provide a user with a care suggestion about the at least one selected type of care at the information device.
  • a statistical model in particular principal component analysis
  • information about previous care interventions can be stored.
  • supply intervention can in particular be a single, individualized supply of a patient who has had an implant inserted, in particular an artificial acetabulum in the pelvic bone.
  • a care data record for each care intervention is stored in the memory device.
  • the care data record includes the parameter information, which in particular describes a preoperative condition of the bone, the care information about the type of care performed on the patient, and the success information, which was obtained in particular postoperatively.
  • the disclosure also incorporates the consideration that experiences made during previous treatment interventions can be used for the upcoming treatment intervention on another patient and future treatment interventions and can be used by the system, in particular in an automated manner, to provide the treatment proposal.
  • the parameter information includes a plurality of objectifiable parameters, which are, for example, a result of a quantitative bone defect analysis.
  • the data processing device is designed and programmed in such a way that it is based on empirical values from previous care interventions stored in the care data sets at least one selected type of supply is determined from the group of possible types of supply.
  • the at least one selected type of care is suggested to the user by means of a care suggestion made available in this regard on the information device.
  • the user can accept the fitting proposal made to him and carry out the fitting intervention based on this.
  • the user selects a different type of supply from the group of supply types, deviating from the supply proposal.
  • the experience gained by surgeons based on the success information for a selected type of care based on the specified parameter information can be used to advantage for future care interventions and can support the user in these care interventions.
  • the user can in particular be a natural person, in particular a surgeon.
  • the user can, for example, be or include a data processing device to which the fitting proposal is output and which, for example, automatically and/or manually controlled by an operator, controls and/or carries out the fitting intervention at least partially, for example in the sense of a human being -Machine interface.
  • the supply data sets can be stored in different ways in the storage device. In particular, it is not necessary for a separate file to be assigned to a respective supply data record, although this can be possible.
  • the parameter information, the health care information and the success information of the different health care interventions can be stored together, for example, in a database such that the respective information that is linked to one another and to the health care intervention can be identified at any time.
  • the supply data records are stored in matrix form, for example by means of relations in a relational database. Provision can be made for the supply data records to be stored centrally in the storage device or in a decentralized manner, in which case the storage device can be spatially distributed.
  • the system includes an analysis device for providing an initial data set that is indicative of an actual condition of the bone, with the data processing device being designed and programmed in such a way that it processes at least some of the parameters for providing the parameter information determined on the basis of the initial data set.
  • the output data record is transmitted from the analysis device to the data processing device via a communication interface.
  • the data processing device can analyze the initial data set and, for example, segment the bone for the purpose of a quantitative bone defect analysis.
  • the analysis device is or includes, for example, an X-ray and/or CT device, with the output data set being or including an X-ray image and/or a CT data set of the current state.
  • the data processing device is advantageously designed and programmed in such a way that it removes an implant in the bone that is present in the patient's current condition from the initial data set by calculation.
  • an existing implant is removed and replaced with a new implant.
  • the output data record of the data processing device for analysis is available free of an implant (i.e. a contribution in the output data record that goes back to the implant).
  • the data processing device is preferably designed and programmed in such a way that it calculates a health status data record for the patient based on the initial data record. Provision is preferably made for the data processing device to determine at least some of the parameters by comparing the state of health dataset with the initial dataset or, if available, the initial dataset after arithmetical removal of the implant, as explained above.
  • the health status data set is created, for example, with the aid of a statistical shape model, in which the statistically most probable healthy situation of the bone (native situation) is reconstructed.
  • a quantitative bone defect analysis can then be carried out, for example, by comparing the situations "health data record” and "initial data record", possibly without an implant.
  • the initial data record and/or the health status data record includes, for example, a 3D representation of the bone.
  • the parameters of the parameter information can include, for example, at least one of the following: relative and/or absolute bone volume loss in at least one section of the bone; relative and/or absolute new bone formation in at least a portion of the bone;
  • the groups of care types differ from one another, for example, by one or more of the following:
  • groups of types of supply are provided (also describable as "types of supply”), these can differ from one another in particular on the basis of technically available and/or used solutions.
  • types of treatment can be provided: a) press-fit socket as a hemispherical, cement-free socket that is fixed by friction; b) Press-fit cup with augmentation as a cement-free hemispherical cup, which must also be provided with an augmentation and screw fixation due to a bone contact area of less than 50%; c) Support shell as a defect bridging element to be screwed in when there is insufficient contact surface in the remaining bone; d) Patient-specific custom-made product.
  • the data processing device is advantageously designed and programmed in such a way that it determines the at least one selected type of treatment in conjunction with a probability of a successful treatment intervention and that the treatment suggestion for the user includes an indication of the probability. In this way, the user receives further, valuable information which he can use to decide on at least one type of supply.
  • the probability can be specified, for example, as a threshold probability, with the supply success occurring above a lower probability threshold or occurring up to an upper probability threshold. Alternatively or in addition, it is conceivable to state the probability as a probability interval within which the supply will be successful.
  • the data processing device is preferably designed and programmed in such a way that it determines two or more selected supply types from the group of supply types and that it provides the supply suggestion to the information device about the two or more selected supply types. If the data processing device establishes, for example, that based on the parameter information for the treatment intervention to be carried out, more than just one type of treatment is likely to be successful, the treatment proposal can include the specification of two or more types of treatment.
  • the treatment proposal favorably includes an indication of the respective probability of a successful treatment intervention for at least two of the selected types of treatment. This supports the user when selecting the type of care for the care intervention to be carried out.
  • the data processing device is designed and programmed in such a way that it creates a quantitative relationship between characteristic features of a respective type of treatment and at least some of the parameters of the parameter information, preferably selected parameters, for previous treatment interventions in particular.
  • the quantitative relationship can be or form a statistical model in which characteristic features of bone defects within each type of treatment are identified and related to the parameters.
  • the data processing device can weight the parameters differently, for example.
  • an algorithm can be stored in the data processing device so that it can run and be executed in order to create the quantitative relationship.
  • Characteristic features can be identified using the algorithm, for example by means of a PC analysis (PCA, Principal Component Analysis).
  • the use of a machine learning algorithm and/or a neural network of the data processing device to create the quantitative relationship is favorable.
  • the data processing device is designed and programmed in such a way that it includes the success information for the respective treatment intervention in this quantitative relationship and uses this quantitative relationship to determine the at least one selected treatment type.
  • a set of parameters can be identified in the event of a successful previous care intervention, which are within a predetermined or specifiable threshold with parameters of the pending supply match. These parameters can, for example, be identified as predominantly decisive when determining the type of care, so that characteristic features of the type of care can be derived from this. Based on previous experiences, this gives the opportunity to propose the best possible at least one type of care.
  • the data processing device is preferably designed to be self-learning and programmed to create the quantitative relationship without the user having to do anything.
  • Supply data records for new supply interventions are preferably also stored in the storage device and are taken into account for future supply proposals.
  • the system preferably comprises at least one input device for accepting data input by a user after the supply intervention has been completed.
  • the data input is preferably not provided immediately after completion, but rather after a predetermined or predeterminable period of time for the patient to get used to it.
  • the data processing device is preferably designed and programmed in such a way that it creates the success information based on the data input and stores it in the care data record together with the parameter information and the care information.
  • the input device can be at least one portable additional device located at a physical distance from the data processing device, or the at least one additional device comprises the input device, with a user application program being stored on the additional device in an executable manner, and with the data input of the user via a communication link from the additional device can be transmitted to the data processing device.
  • the user application program can, for example, be what is known as an app that is stored in an executable manner on the additional device.
  • the additional device is, for example, a smartphone or a tablet computer. Inputs on the additional device are transmitted to the data processing device, whereupon the latter creates and stores the success information.
  • the above embodiment offers the particular advantage that the patient himself can contribute to the care and refinement of the system using the user application program, without a surgeon being required for this.
  • the user data record can be changed later, in particular with regard to the success information.
  • data entries for the success information can be replaced and/or supplemented if there is a change in the assessment of the success of the type of care used over time.
  • the system can comprise a storage device in which a plurality of medical-technical instruments are stored, each comprising at least one implant, with the data processing device transmitting relevant provision information to the storage device depending on the treatment proposal in order to provide the at least a set of instruments.
  • the data processing device can transmit the provision information spontaneously, without any action on the part of the user.
  • the user triggers the transmission of the provision information after selecting the type of supply.
  • the instrumentation is provided comprising the appropriate implant for the type of care. Information relating to this can be stored in the supply data record, for example.
  • the instruments can be accessed via the Implant also include, for example, an insertion tool and / or other surgical instruments.
  • the storage device prefferably issues request information for the subsequent delivery of an instrument set if this was requested via the provision information.
  • a decentralized data processing device implemented via a cloud can be used.
  • the present disclosure also relates to a method.
  • a method according to the disclosure for providing a treatment proposal for an upcoming treatment of a bone with an implant, in particular using a medical-technical system of the type mentioned above, comprises:
  • Parameter information comprising a plurality of objectifiable parameters that are indicative of a diseased condition of the bone; care information, which is indicative of a care type for the patient during the care intervention, from a group of preferably predefined care types; and - Success information that is indicative of a success of the care intervention; - Determination for the upcoming care intervention, with a data processing device, based on the parameter information provided for this purpose and depending on the linking of the success information with the parameter information of a plurality of previous care interventions, at least one selected type of care from the group of types of care, with regard to a successful care intervention; and - providing a supply proposal for the selected type of supply.
  • the disclosure also relates to a computer-implemented (pre)selection method or suggestion method.
  • the procedure has the following steps:
  • a data processing device containing parameters or parameter information (in particular width of a femur), supply information (in particular type of intervention and/or type of implant) and/or success information (in particular a binary success parameter: yes/no) of the previous care interventions;
  • the supply information can in particular have an implant to be used in the supply and/or an instrument that is used in the implantation of the implant.
  • a quantitative relationship between the parameter information of the individual historical health care interventions and the success information of the historical health care interventions is preferably determined. It can be determined which parameters are decisive for the success of a fitting intervention.
  • the relevant parameters can also be characteristic features for the success of a medical intervention be.
  • the quantitative relationship can be determined using a statistical model, in particular a principal component analysis (PCA), or a machine learning algorithm and/or a neural network.
  • PCA principal component analysis
  • a machine learning algorithm and/or a neural network Through this step, a set of parameters can be determined in particular, which are relevant for the success of the treatment intervention.
  • an initial data record of the bone or of the bone with the (defective) implant is preferably read in.
  • the initial data set can be a CT data set or an X-ray image with a 3D representation of the bone.
  • the desired state data set which is a health state data set
  • a statistical shape model for the bone In this case, a statistically probable healthy situation of the bone is preferably calculated.
  • the parameters or the parameter information can preferably be determined by comparing the desired state data set (health state data set) with the actual state data set (initial data set). In particular, this can be a difference between the desired state data set and the actual state data set.
  • the parameters can be objectifiable at least in part in order to be able to quantitatively detect bone defects.
  • the parameters determined by comparing the target status data set with the actual status data set can be filtered in such a way that only those parameters are considered that were classified as relevant based on the historical supply data set, in particular by the statistical model . In other words, only the values of the relevant parameters can be taken into account.
  • the differences between the target status data record and the actual status data record, ie the determined parameters of the above treatment intervention, are compared in a next step with the parameter information of the historical treatment data record. In this case, in particular, only the relevant parameters are compared, ie only the filtered parameters.
  • a quantity of historical care data is determined in which the parameter information is similar to the corresponding information for the pending care intervention.
  • similar should mean that a difference between the individual parameters lies within a predetermined tolerance range.
  • the set of historical supply data can in particular be a set of supply types from the historical supply data in which the parameter information (of the relevant parameters) is similar to the parameters of the upcoming supply intervention.
  • the amount of historical supply data can in particular be limited to successful historical supply interventions.
  • the determined amount of historical supply data can therefore be a set of supply types that have a particularly good chance of success for the determined parameters.
  • the particular types of supply may be particularly promising.
  • a total of the deviations (for the relevant parameters) can also be determined and a type of care can then be classified as particularly promising if the total of the deviations is particularly small.
  • the specific amount of historical supply data can be output to a user in a final step.
  • the user can receive a qualified suggestion (for a type of supply from the supply data).
  • the determined parameters and a success/failure of a performed care intervention can be added to the care data in order to expand the data set.
  • the healthcare information can preferably have a group of healthcare types for a healthcare intervention, the parameter information can have parameters for the healthcare interventions, and the success information can have a success of the preceding healthcare interventions.
  • the care data record can link the respective types of care with the parameters and the success of the care intervention.
  • the object of the present disclosure is also achieved by a computer-readable storage medium which comprises instructions which, when executed by a computer, cause the latter to carry out the method steps of the method according to one of the above aspects.
  • FIG. 1 a schematic representation of a medical technology system according to the disclosure in a preferred embodiment
  • FIG. 2 a schematic representation of a memory device of the system from FIG. 1;
  • FIG. 3 a schematic representation of a storage device of the system from FIG. 1;
  • FIG. 4 an illustration of a bone considered to be diseased with an implant, in particular a pelvic bone with an artificial hip socket, which is to be subjected to a revision operation;
  • FIG. 5 a schematic illustration for explaining the mode of operation of the system from FIG. 1;
  • FIG. 6 a schematic illustration of a 3D representation of the pelvic bone from FIG. 4 with the implant removed by calculation;
  • FIG. 7 a schematic representation of a mathematically determined state of health of the pelvic bone in a 3D representation
  • FIG. 8 a schematic representation showing how the system works when a supply intervention is pending.
  • FIG. 9 a flow chart of a method according to the disclosure.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an advantageous embodiment of the me- medical system.
  • the system 10 is suitable for carrying out the method according to the disclosure and advantageous exemplary embodiments of the method. A process flow is described below in connection with the explanation of the functioning of the system 10 .
  • the system 10 comprises a data processing device 12, a storage device 14, an input device 16, an indication device 18, an analysis device 20 and a storage device 22.
  • the aforementioned components of the system 10 can be positioned centrally, at the same location, or spatially distributed.
  • the data processing device 12 can be designed and positioned centrally, for example as a computer.
  • the data processing device 12 can be formed by spatially distributed computers or servers, for example by means of a cloud service.
  • the memory device 14 can be integrated into the data processing device 12 or can be comprised by it.
  • Further input devices 24 can be operatively connected to the system 10, in particular the data processing device 12, and in particular can be coupled in terms of information technology via a communication connection.
  • the input devices 24 are in the form of portable additional devices 26 .
  • FIG. 1 shows two such additional devices 26.
  • the input devices 24 can be part of the system 10.
  • the components of the system 10 can be or can be coupled to one another by cable and/or wirelessly in order to exchange information with one another.
  • the input devices 16 and/or 24 can be designed in different ways and can include, for example, a keyboard, a computer mouse, a touch-sensitive screen (touch screen) and/or other types of input means. Voice input is also conceivable, for example.
  • the indication device 18 is or includes, in particular, an optical display unit 28 for outputting visual indications to a user.
  • the analysis device 20 is or comprises a CT device 30, for example.
  • Supply data sets 32 for supplying bones to patients in whom the system 10 for data acquisition and data management was used are stored in the storage device 14 .
  • Each health care record 32 is associated with a respective health care procedure using the system 10 .
  • a respective supply data record 32 includes parameter information 34 for a previous supply intervention, supply information 36 and success information 38 (FIG. 2).
  • the information 34, 36, 38 can be stored in the respective supply data record 32 in different ways.
  • the supply data records are stored in matrix form, for example in a relational database, with FIG. 5, explained below, showing an exemplary matrix representation of the contents of the supply data records 32 schematically.
  • the storage device 22 shown schematically in FIG. 3 is used for storing and managing medical instruments 40.
  • a respective instrument 40 includes, in particular, an implant 42 to be used in the care of the bone, in particular an artificial hip socket.
  • each set of instruments 40 can include, for example, at least one surgical instrument 44 that is used when implanting the implant 42 .
  • FIG. 4 shows a perspective view of a bone 46 to be treated, configured as a human pelvic bone 48.
  • An implant 42 is inserted in the pelvic bone 48, in this case an artificial acetabular socket 50.
  • the system 10 is used, for example, to treat the pelvic bone 48 , which is regarded as pathological and in particular has bone defects.
  • the implant 42 is removed in a revision operation and replaced by a new implant.
  • FIGS. 5 to 7 Reference is first made below to FIGS. 5 to 7 for the functioning of the system 10 .
  • the system 10 uses the care data records 32 of a plurality of previous care interventions in order to submit a care proposal for a type of care for the care of the patient 52 . is beneficial it when a large number of care interventions are stored in the system 10 and can be used by it. For example, at least approximately 50 supply procedures are advantageous, more preferably at least approximately 200 supply procedures, with a higher number being preferred.
  • the parameter information 34, the supply information 36 and the success information 38 are taken into account.
  • the parameter information 34 of a respective supply data record 32 includes a plurality of objectifiable parameters which are indicative of a diseased condition of the bone 46 .
  • FIG. 5 shows a schematic matrix representation of the plurality of parameters for the previous supply interventions in a matrix representation 54.
  • the respective patient 52 is treated according to a treatment type from a group of preferably predefined treatment types.
  • FIG. 5 shows this as an example in a matrix display 56, which shows the types of care linked to the previous care interventions.
  • the care information 36 of each care data record 32 is indicative of the type of care carried out for the patient 52.
  • a group of five different types of care is shown in FIG. 5 as an example.
  • success information 38 of a respective supply data record 32 is used.
  • a matrix display 58 shows a success assessment for a respective care intervention. Six different classifications for the success information are shown in FIG. 5 as an example.
  • the CT device 30 is first used in a particularly preoperative ven data recording 60 creates an output data record 62 of the bone 46 regarded as defective.
  • the initial data set 62 contains contributions from the implant 42.
  • the initial data set 62 includes in particular a CT data set and/or an X-ray image with a 3D representation of the bone 46.
  • the initial data set 62 is indicative of an actual condition of the bone 46 and is used by the data processing device 12 as a basis for providing at least some of the parameters.
  • the output data record 62 can be provided to the data processing device 12 by the CT device 30 automatically and/or by a user.
  • the data processing device 12 is designed and programmed in such a way that it carries out a segmentation 64 of the output data set 62 .
  • contributions that go back to the implant 42 in the initial data set 62 are removed by calculation by the data processing device 12, with an adjusted initial data set 66 being created without contributions from the implant 42.
  • this step of computational removal can be omitted and the segmented output data record 62 can be used directly by the data processing device 12.
  • FIG. 6 schematically shows a 3D representation of the bone 46 in the adjusted initial data set 66.
  • the data processing device 12 calculates a health status data record for the bone 46 of the patient 52 based on the initial data record, in this case the initial data record 66.
  • This step is identified by the reference number 68 in FIG. Figure 7 shows a 3D representation of the bone 46 in the health data record 70.
  • a statistical shape model for the bone 46 can be used to calculate the health status data set.
  • a statistically probable healthy situation of the bone 46 (native situation) is calculated.
  • the parameters and thus the parameter information 34 can be provided by comparing the health status data record 70 with the initial data record 66 .
  • the parameters can be objectified, at least in part, in order to be able to record bone defects quantitatively.
  • Reference number 72 in FIG. 5 identifies the corresponding defect analysis.
  • the parameter information 34 is stored in the respective supply data record 32 , as symbolized by the matrix display 54 .
  • the user in particular the surgeon, can select a suitable type of care for the patient 52 and take the parameter information 34 into account.
  • the chosen supply 74 can be selected from the selection of the group of supply types.
  • Reference number 76 designates the selection of a type of care for a respective care intervention, as symbolized according to matrix representation 56 .
  • the data processing device 12 is designed to relate the types of supply and the parameter information to one another. This is shown in FIG. 5 using the matrix representations 78 .
  • tables are presented as examples, which reflect the respective care interventions and the related parameter information 34 grouped according to the type of care.
  • a table 80 can be assigned to each type of supply.
  • this visualization is only an example and that, depending on the data structures used in the memory device 14, a different type of storage and/or visualization of the data could be provided.
  • the user can make a success assessment 82 for the previous intervention. Data input by the user for specifying the care 74 and the success assessment 82 can be made in particular via the input devices 16 and/or 24 . It can be advantageous if an executable user application program (for example an app) that can be used by the user is stored on the additional devices 26 , via which the data inputs can be received and then transmitted from the additional device 26 to the data processing device 12 . The use of additional devices 26 offers in particular the possibility of involving the patients 52 in the assessment of success 82 .
  • the data processing device 12 uses an analysis 84 to create the success information, as shown by way of example using the matrix representation 58 .
  • the data processing device 12 is designed and programmed to create a quantitative relationship 86 based on previous supply interventions.
  • the quantitative relationship 86 is created in particular between characteristic features of a respective type of supply and at least some of the parameters of the parameter information 34.
  • the data processing device 12 includes the respective success information 38 in the quantitative relationship 86.
  • the data processing device 12 creates in particular a statistical model that includes information about the main characteristics of bone defects in each type of treatment and information about the success of the selected type of treatment.
  • the data processing device 12 is designed and programmed in such a way that it preferably creates the quantitative relationship 86 independently. Accordingly, the data processing device 12 can be designed and programmed to be self-learning, the quantitative relationship 86 without any action of the user to create. For example, a machine learning algorithm and/or a neural network is used to create the relationship 86.
  • Reference number 88 shows a diagram of a PC analysis (PCA, Principal Component Analysis) as an example.
  • PCA Principal Component Analysis
  • the PC analysis can be used to identify the characteristic features of the respective type of supply and is carried out, for example, using the machine learning algorithm mentioned or the neural network.
  • the database with the supply data records 32 of the system 10 can be expanded.
  • the parameter information 34, the care information 36 and the success information 38 for a respective care intervention can be supplemented, evaluated by the data processing device 12 and used to improve the quantitative relationship 86.
  • the parameter information 34 is created based on the defect analysis 72 for the bone 46 to be treated.
  • the data processing device 12 can determine at least one selected type of care from the group of types of care.
  • the data processing device 12 Since the relationship 86 links success information 38 with parameter information 34 of previous care interventions and the respective type of care, the data processing device 12 is able to determine the selected type of care with regard to a (presumably) successful care intervention. The determination of the at least one type of supply is marked with reference number 90 . Based on this, the data processing device 12 can provide the user with a supply suggestion for the at least one selected type of supply on the notification device 18, as identified by the reference symbol 92 in FIG.
  • the disclosure offers the advantage that the care proposal 92 can be submitted based on previous experiences. This experience of preferably well-trained surgeons can be used to advantage for future care interventions, and users can be supported in these care interventions.
  • the user in particular the operator, can adopt the treatment suggestion 92 .
  • the user can opt for a different type of supply that deviates from the supply proposal.
  • the data processing device 12 can transmit relevant provision information to the storage device 22 . Based on this, the storage device 22 can provide the set of instruments 40 with the implant 42 suitable for the type of supply. Information relating to this can be stored in the supply data record 32 . If necessary, the storage facility 22 can automatically trigger a repeat order for the set of instruments 42 that has been issued.
  • the treatment suggestion 92 can preferably include an indication of the probability of the successful treatment intervention. Provision can also be made for the data processing device 12 to determine two or more selected types of supply from the group of types of supply.
  • the provisioning suggestion 92 may include an indication of the two or more selected provisioning types.
  • the fitting proposal includes an indication of the respective probability of a successful fitting procedure for at least two of the selected types of fitting.
  • FIG. 9 shows a flowchart of a selection method according to disclosure.
  • the procedure has the following steps.
  • step S1 a care data record of previous care interventions is taken from a storage device by the data processing device 12, the care data record in particular having parameter information 34, care information 36 and/or success information 38 of the previous care interventions.
  • step S2 relevant parameters of the respective types of care, which are decisive for the success of the respective type of care, are determined by the data processing device 12 from the care data record using a statistical model. A correlation between the successful type of care and a selection of (relevant) parameters is determined, which significantly influence the successful type of care.
  • the statistical model can be a main component analysis.
  • step S3 the data processing device 12 reads in an output data set 62 or an actual state data set.
  • the output data record 62 is in particular the CT data record of the bone 46.
  • a target status data record or health status data record 70 is calculated by the data processing device 12 on the basis of the actual status data record (output data record 62).
  • the health status data set 70 is calculated in particular with the aid of a shaped bone model.
  • the data processing device 12 determines differences or discrepancies in parameters/parameter information 34 by comparing the state of health data record 70 and the initial data record 62.
  • the determined differences or discrepancies with regard to the relevant parameters determined are filtered by the data processing device 12.
  • the filtered differences in the parameters are compared with the corresponding ones from the historically successful treatment interventions.
  • a set of historical supply data is determined in which the differences are similar to one another or, in particular, within one
  • step S8 the specified quantity of historically successful supply data is output by the notification device 18.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft' ein medizintechnisches System zum Einsatz bei einer Versorgung eines Knochens mit einem Implantat. In einer Speichereinrichtung sind Versorgungsdatensätze für vorangegangene Versorgungseingriffe mit Parameterinformationen, einer Versorgungsinformation und einer Erfolgsinformation gespeichert. Eine Datenverarbeitungseinrichtung ermittelt für einen anstehenden Versorgungseingriff basierend auf bereitgestellten Parameterinformationen und abhängig von der Verknüpfung der Erfolgsinformationen mit den Parameterinformationen vorangegangener Versorgungseingriffe mindestens eine ausgewählte Versorgungsart im Hinblick auf einen erfolgreichen Versorgungseingriff. Dem Benutzer wird ein Versorgungsvorschlag über die mindestens eine ausgewählte Versorgungsart bereitgestellt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen eines Versorgungsvorschlags.

Description

Medizintechnisches System und Verfahren zum Bereitstellen eines Versorgungsvorschlags
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein medizintechnisches System zum Ein- satz bei einer Versorgung eines Knochens mit einem Implantat.
Außerdem betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Bereitstellen eines Versorgungsvorschlags für eine anstehende Versorgung eines Knochens mit einem Implantat.
Hintergrund der Offenbarung
Das medizintechnische System und das Verfahren kommen insbesondere bei einer Implantation einer künstlichen Hüftpfanne in einen menschlichen Be- ckenknochen zum Einsatz.
Beispielhafte Anwendungen finden sich bei Revisionsoperationen, bei denen ein vorhandenes Implantat, insbesondere ein künstliche Hüftpfanne in einem Beckenknochen, entfernt und durch ein neues Implantat ersetzt wird.
Bei Versorgungseingriffen an Knochen, insbesondere Beckenknochen, ist es bekannt, den Zustand des Knochens vor dem Eingriff zu beschreiben. "Versor- gungseingriff " kann vorliegend insbesondere als die eingangs genannte Ver- sorgung eines Patienten mit einem Implantat angesehen werden. Der Versor- gungseingriff kann insbesondere diesbezügliche vorbereitende Schritte wie eine Analyse des Ist-Zustandes und/oder eine Planung umfassen, den operati- ven Eingriff im eigentlichen Sinn, sowie bevorzugt eine Nachbehandlung oder Analyse des postoperativen Zustands. Bei der Versorgung werden beispielsweise Knochendefekte festgestellt, auf Ba- sis derer vom Operateur eine Entscheidung zu treffen ist, welches Implantat und/oder welche Operationstechnik zum Einsatz kommen. Bekannt ist es, die Knochendefekte zu klassifizieren und/oder eine segmentweise Beschreibung der Knochendefekte vorzunehmen.
Stand der Technik
Die DE 10 2018 116 588 Al beschreibt ein medizintechnisches Instrumenta- rium und ein entsprechendes Verfahren. Hierbei wird ein Ist-Zustand-Daten- satz eines als schadhaft angesehenen Knochens erstellt. Rechnerisch werden ein Gesundzustand-Datensatz und ein Planungsdatensatz auf Basis des Ge- sundzustand-Datensatzes erstellt. Anweisungen des Operateurs im Hinblick auf eine Versorgung des Knochens fließen in die Erstellung des Planungsdaten- satzes ein, der beispielsweise Informationen über charakteristische anatomi- sche Merkmale des Knochens umfasst. Der Planungsdatensatz kann dem Ope- rateur an einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Das Instrumentarium umfasst ein medizintechnisches Navigationssystem und eine am Knochen fest- legbare Markiereinrichtung zur Definition einer Referenz. Der Planungsdaten- satz kann an der Anzeigeeinrichtung in räumlicher Beziehung zum Knochen dargestellt werden, wobei charakteristische Landmarken des Knochens charak- teristischen Land marken im Planungsdatensatz zugeordnet werden.
Kurzbeschreibung der Offenbarung
Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein medizintechnisches System und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Versorgungsvorschlags bereitzustel- len, die einen Benutzer, insbesondere einen Operateur, bei der Versorgung des Knochens unterstützen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die Aufgabe durch ein medizintech- nisches System (bzw. medizinische Einrichtung/Anlage) gemäß dem Patentan- spruch 1 und insbesondere durch ein medizinisches System (bzw. medizini- sche Einrichtung/Anlage) zum Einsatz bei einer Versorgung eines Knochens mit einem Implantat gelöst, insbesondere bei einer Implantation einer künstli- chen Hüftpfanne in einen menschlichen Beckenknochen, speziell für Revisions- eingriffe, welches System eine Datenverarbeitungseinrichtung, eine Speicher- einrichtung und eine Hinweiseinrichtung umfasst bzw. aufweist, wobei in der Speichereinrichtung, basierend auf einer Mehrzahl vorangegangener Versor- gungseingriffe, einem jeweiligen Versorgungseingriff zugeordnet oder zuord- enbar in einem (elektronisch auslesbaren) Versorgungsdatensatz Folgendes miteinander verknüpft gespeichert ist: - Parameterinformationen, umfassend eine Mehrzahl von objektivierbaren Parametern, die indikativ für eine krankhafte Beschaffenheit des Becken- knochens sind, - e ine Versorgungsinformation, die indikativ für eine durchgeführte Versor- gungsart für den Patienten beim Versorgungseingriff ist, aus einer Gruppe von vorzugsweise vordefinierten Versorgungsarten, und - eine Erfolgsinformation, die indikativ für einen Erfolg des Versorgungs- eingriffs ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet und vorgesehen ist, dass sie aus dem Versorgungsdatensatz (relevante) Parameter für (einzelne) Versorgungsarten (einer Mehrzahl vorangegangener Versorgungseingriffe) durch ein statistisches Modell ermittelt, die für einen Erfolg der jeweiligen Ver- sorgungsart ausschlaggebend sind. Ferner vergleicht die Datenverarbeitungs- einrichtung für einen anstehenden Versorgungseingriff Parameter für den an- stehenden Versorgungseingriff mit den ermittelten (relevanten) Parametern der Mehrzahl vorangegangener Versorgungseingriffe, um mindestens eine aus- gewählte Versorgungsart aus der Gruppe von Versorgungsarten im Hinblick auf einen erfolgreichen Versorgungseingriff ermittelt, und einem Benutzer an der Hinweiseinrichtung einen Versorgungsvorschlag über die mindestens eine ausgewählte Versorgungsart bereitstellt.
Vorzugsweise wird eine Abweichung zwischen den Parametern des anstehen- den Versorgungseingriffs und den Parameterinformationen des (historischen) Versorgungsdatensatzes berechnet, wobei insbesondere eine Abweichung zwi- schen den Parametern des anstehenden Versorgungseingriffs und den ermit- telten relevanten Parametern des Versorgungsdatensatzes berechnet wird. Diese Abweichung soll vorzugsweise in einem vorbestimmten Toleranzbereich liegen. Somit kann eine Menge an vorangegangenen Versorgungseingriffen er- mittelt werden, die in den relevanten Parametern den Parametern des anste- henden Versorgungseingriffs ähneln. Eine Versorgungsart eines erfolgreichen vorangegangenen Versorgungseingriffs mit ähnlichen relevanten Parametern kann so als eine vielversprechende/erfolgsversprechende Versorgungart für den anstehenden Versorgungseingriff ermittelt werden.
Das medizintechnische System oder eine Vorrichtung zum Einsatz bei einer Versorgung des Knochens mit dem Implantat, speziell für Revisionseingriffe, weist die Datenverarbeitungseinrichtung, die Speichereinrichtung und die Hin- weiseinrichtung auf. In der Speichereinrichtung ist, basierend auf der Mehrzahl vorangegangener Versorgungseingriffe, einem jeweiligen Versorgungseingriff zugeordnet oder zuordenbar in einem Versorgungsdatensatz Folgendes mitei- nander verknüpft gespeichert: die Parameterinformationen, umfassend eine Mehrzahl von objekti- vierbaren Parametern, die indikativ für eine krankhafte Beschaffen- heit des Knochens sind; die Versorgungsinformation, die indikativ für eine durchgeführte Versorgungsart für den Patienten (52) beim Versorgungseingriff ist, aus einer Gruppe von vorzugsweise vordefinierten Versorgungsar- ten; und - die Erfolgsinformation, die indikativ für einen Erfolg des Versor- gungseingriffs ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung folgende Verfahrensschritte in elekt- ronisch auslesbarer Form enthält: - Ermittlung von relevanten Parametern aus dem Versorgungsdatensatz für die jeweiligen Versorgungsarten durch ein statistisches Modell, ins- besondere durch eine Hauptkomponentenanalyse, wobei die relevanten Parameter für einen Erfolg der jeweiligen Versorgungsart ausschlagge- bend sind; - Vergleichen für einen anstehenden Versorgungseingriff der Parameter des anstehenden Versorgungseingriffs mit den ermittelten relevanten Parametern der Mehrzahl vorangegangener Versorgungseingriffe, wobei eine Abweichung zwischen den Parametern des anstehenden Versor- gungseingriffs und den ermittelten relevanten Parametern in einem vor- bestimmten Toleranzbereich liegt; - Auswählen von mindestens einer (erfolgversprechenden) Versorgungs- art aus der Gruppe von Versorgungsarten im Hinblick auf einen erfolg- reichen Versorgungseingriff; und - Ausgabe der mindestens einen ausgewählten Versorgungsart an einen Benutzer durch die Hinweiseinrichtung.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann ferner eine Ausführeinheit, insbeson- dere eine CPU, dazu veranlassen, die vorstehenden Verfahrensschritte (elekt- ronisch) auszuführen.
In anderen Worten ausgedrückt ist die Datenverarbeitungseinrichtung offenba- rungsgemäß so ausgebildet und angepasst (programmiert), dass sie aus dem Versorgungsdatensatz relevante Parameter für Versorgungsarten durch ein statistisches Modell, insbesondere Hauptkomponentenanalyse, ermittelt, die für einen Erfolg der jeweiligen Versorgungsart ausschlaggebend sind und sie für einen anstehenden Versorgungseingriff Parameter des anstehenden Ver- sorgungseingriffs mit den ermittelten relevanten Parametern der Mehrzahl vo- rangegangener Versorgungseingriffe vergleicht, wobei (insbesondere) eine Ab- weichung zwischen den Parametern des anstehenden Versorgungseingriffs und den ermittelten relevanten Parametern in einem vorbestimmten Toleranzbe- reich liegen, um mindestens eine ausgewählte Versorgungsart aus der Gruppe von Versorgungsarten im Hinblick auf einen erfolgreichen Versorgungseingriff zu ermitteln, und einem Benutzer an der Hinweiseinrichtung einen Versor- gungsvorschlag über die mindestens eine ausgewählte Versorgungsart bereit- zustellen.
Bei dem offenbarungsgemäßen medizintechnischen System können Informati- onen über vorangegangene Versorgungseingriffe gespeichert werden. "Versor- gungseingriff " kknn vorliegend insbesondere eine einzelne, individualisierbare Versorgung eines Patienten sein, dem ein Implantat eingesetzt worden ist, ins- besondere eine künstliche Hüftpfanne in den Beckenknochen. In der Speicher- einrichtung ist zu jedem Versorgungseingriff ein Versorgungsdatensatz gespei- chert. Der Versorgungsdatensatz umfasst die Parameterinformationen, die ins- besondere einen präoperativen Zustand des Knochens beschreiben, die Ver- sorgungsinformation über die am Patienten vorgenommene Versorgungsart, sowie die Erfolgsinformation, die insbesondere postoperativ gewonnen worden ist.
In die Offenbarung fließt die Überlegung mit ein, dass Erfahrungen, die bei vo- rangegangenen Versorgungseingriffen gemacht wurden, für den anstehenden Versorgungseingriff an einem weiteren Patienten sowie künftige Versorgungs- eingriffe verwertet und vom System insbesondere automatisiert zum Bereit- stellen des Versorgungsvorschlags herangezogen werden können. Die Parame- terinformationen umfassen eine Mehrzahl von objektivierbaren Parametern, bei denen es sich beispielsweise um einen Ausfluss einer quantitativen Kno- chendefektanalyse handelt. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist so ausgebil- det und programmiert, dass sie basierend auf den Erfahrungswerten vorange- gangener Versorgungseingriffe, hinterlegt in den Versorgungsdatensätzen, aus der Gruppe möglicher Versorgungsarten mindestens eine ausgewählte Versor- gungsart ermittelt. Die mindestens eine ausgewählte Versorgungsart wird dem Benutzer mittels eines diesbezüglichen an der Hinweiseinrichtung bereitge- stellten Versorgungsvorschlags vorgeschlagen. Der Benutzer kann den ihm un- terbreiteten Versorgungsvorschlag annehmen und darauf basierend den Ver- sorgungseingriff durchführen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Be- nutzer abweichend vom Versorgungsvorschlag eine andersartige Versorgungs- art aus der Gruppe von Versorgungsarten wählt. Die anhand der Erfolgsinfor- mationen für eine ausgewählte Versorgungsart basierend auf den vorgegebe- nen Parameterinformationen gewonnenen Erfahrungen von Operateuren las- sen sich auf diese Weise für künftige Versorgungseingriffe vorteilhaft nutzen und können die Benutzer bei diesen Versorgungseingriffen unterstützen.
Bei dem Benutzer kann es sich im vorliegenden Fall insbesondere um eine na- türliche Person handeln, insbesondere einen Operateur. Alternativ kann der Benutzer zum Beispiel eine Datenverarbeitungseinrichtung sein oder umfas- sen, an die der Versorgungsvorschlag ausgegeben wird und die beispielsweise automatisiert und/oder manuell durch einen Operateur gesteuert den Versor- gungseingriff zumindest teilweise steuert und/oder durchführt, zum Beispiel im Sinne einer Mensch-Maschine-Schnittstelle.
Die Versorgungsdatensätze können in der Speichereinrichtung auf unter- schiedliche Weise gespeichert sein. Hierbei ist es insbesondere nicht erforder- lich, dass einem jeweiligen Versorgungsdatensatz eine eigenständige Datei zu- geordnet ist, gleichwohl dies möglich sein kann. Die Parameterinformationen, die Versorgungsinformation und die Erfolgsinformation der unterschiedlichen Versorgungseingriffe können beispielsweise in einer Datenbank so gemeinsam gespeichert sein, dass die jeweiligen Informationen, die miteinander und mit dem Versorgungseingriff verknüpft sind, jederzeit identifiziert werden können. Beispielsweise werden die Versorgungsdatensätze in Matrixform gespeichert, zum Beispiel mittels Relationen in einer relationalen Datenbank. Vorgesehen sein kann, dass die Versorgungsdatensätze zentral in der Spei- chereinrichtung gespeichert sind oder dezentral, wobei die Speichereinrichtung räumlich verteilt ausgebildet sein kann.
Günstig ist es, wenn das System eine Analyseeinrichtung umfasst zum Bereit- stellen eines Ausgangsdatensatzes, der indikativ für einen Istzustand des Kno- chens ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet und pro- grammiert ist, dass sie zumindest einen Teil der Parameter zum Bereitstellen der Parameterinformationen auf der Grundlage des Ausgangsdatensatzes er- mittelt. Auf diese Weise können präoperativ Parameter für die Parameterinfor- mationen gewonnen werden. Beispielsweise wird der Ausgangsdatensatz von der Analyseeinrichtung über eine Kommunikationsschnittstelle auf die Daten- verarbeitungseinrichtung übertragen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann insbesondere den Ausgangsdatensatz analysieren und beispielsweise eine Seg- mentierung des Knochens zum Zwecke einer quantitativen Knochendefektana- lyse durchführen.
Die Analyseeinrichtung ist oder umfasst zum Beispiel eine Röntgen- und/oder CT-Einrichtung, wobei der Ausgangsdatensatz ein Röntgenbild und/oder einen CT-Datensatz des Istzustandes ist oder umfasst.
Günstigerweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet und pro- grammiert, dass sie ein beim Istzustand des Patienten vorhandenes Implantat im Knochen rechnerisch aus dem Ausgangsdatensatz entfernt. Bei einer Revi- sionsoperation wird ein vorhandenes Implantat entfernt und durch ein neues Implantat ersetzt. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn der Ausgangsda- tensatz der Datenverarbeitungseinrichtung zur Analyse frei von einem Implan- tat (d.h. einen auf das Implantat zurückgehenden Beitrag im Ausgangsdaten- satz) vorliegt.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet und pro- grammiert, dass sie basierend auf dem Ausgangsdatensatz rechnerisch einen Gesundzustand-Datensatz des Patienten ermittelt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinrichtung zumin- dest einen Teil der Parameter durch Vergleich des Gesundzustand-Datensatzes mit dem Ausgangsdatensatz oder, sofern vorhanden, des Ausgangsdatensat- zes nach rechnerischem Entfernen des Implantates wie vorstehend erläutert ermittelt. Der Gesundzustand-Datensatz wird zum Beispiel mit Hilfe eines sta- tistischen Formmodells erstellt, bei dem die in statistischer Hinsicht wahr- scheinlichste gesunde Situation des Knochens (native Situation) rekonstruiert wird. Eine quantitative Knochendefektanalyse kann beispielsweise daraufhin durch Vergleich der Situationen "Gesundzustand-Datensatz" und "Ausgangsda- tensatz", gegebenenfalls ohne Implantat, vorgenommen werden.
Der Ausgangsdatensatz und/oder der Gesundzustand-Datensatz umfasst bei- spielsweise eine 3D-Repräsentation des Knochens.
Die Parameter der Parameterinformationen können beispielsweise mindestens eines der Folgenden umfassen: - relativer und/oder absoluter Knochenvolumenverlust in mindestens ei- nem Abschnitt des Knochens; relative und/oder absolute Knochenneubildung in mindestens einem Ab- schnitt des Knochens;
Ovalität des Acetabulums bei einem Beckenknochen;
Zentrum-Erker- Winkel des Acetabulums bei einem Beckenknochen;
Implantat-Migration im Knochen als Funktion der Zeit;
Wanddefekte des Knochens; verfügbare Abstützungsfläche für ein Implantat. Die Gruppen der Versorgungsarten unterscheiden sich beispielsweise durch ei- nes oder mehr der Folgenden voneinander:
Typ des Implantats;
Implantationstechnik;
Verwendung eines standardisierten Implantats;
Verwendung eines patientenindividuellen Implantats;
Einsatz von separaten Verankerungselementen zum Fixieren des Implan- tats;
Einsatz von Knochenersatzmaterial.
Sind wie eingangs erwähnt insbesondere Gruppen von Versorgungsarten vor- gesehen (auch als "Versorgungstypen" beschreibbar), können sich diese insbe- sondere anhand technisch verfügbarer und/oder eingesetzter Lösungen vonei- nander unterscheiden. Am Beispiel einer Hüftrevisionsoperation können bei- spielsweise folgende Versorgungsarten vorgesehen sein: a) Press-Fit-Pfanne als hemisphärische, zementfreie Pfanne, die über Kraft- schluss fixiert wird; b) Press-Fit-Pfanne mit Augmentat als zementfreier hemisphärischer Pfanne, die aufgrund einer Knochenkontaktfläche kleiner 50% zusätzlich mit einem Augmentat und Schraubfixierung versehen werden muss; c) Abstützschale als zu verschraubendes Defektüberbrückungselement bei unzureichender Kontaktfläche im verbleibenden Knochen; d) Patientenindividuelle Sonderanfertigung.
Es versteht sich, dass obige Beispiele die unterschiedlichen Versorgungsarten nur exemplarisch widerspiegeln.
Günstigerweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet und pro- grammiert, dass sie die mindestens eine ausgewählte Versorgungsart ver- knüpft mit einer Wahrscheinlichkeit für einen erfolgreichen Versorgungseingriff ermittelt und dass der Versorgungsvorschlag für den Benutzer eine Angabe der Wahrscheinlichkeit umfasst. Auf diese Weise erhält der Benutzer weiterge- hende wertvolle Informationen, anhand derer er sich für die mindestens eine Versorgungsart entscheiden kann.
Die Wahrscheinlichkeit kann zum Beispiel als Schwellenwertwahrscheinlichkeit angegeben werden, wobei der Versorgungserfolg oberhalb einer unteren Wahrscheinlichkeitsschwelle eintritt oder bis zu einer oberen Wahrscheinlich- keitsschwelle eintritt. Alternativ oder ergänzend ist denkbar, die Wahrschein- lichkeit als Wahrscheinlichkeitsintervall anzugeben, innerhalb dessen der Ver- sorgungserfolg eintritt.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet und pro- grammiert, dass sie zwei oder mehr ausgewählte Versorgungsarten aus der Gruppe von Versorgungsarten ermittelt und dass sie den Versorgungsvor- schlag an der Hinweiseinrichtung über die zwei oder mehr ausgewählten Ver- sorgungsarten bereitstellt. Stellt die Datenverarbeitungseinrichtung beispiels- weise fest, dass basierend auf den Parameterinformationen für den durchzu- führenden Versorgungseingriff mehr als nur eine Versorgungsart voraussicht- lich erfolgreich ist, kann der Versorgungsvorschlag die Angabe von zwei oder mehr Versorgungsarten umfassen.
Günstigerweise umfasst der Versorg ungsvorschlag in letzterem Fall eine An- gabe der jeweiligen Wahrscheinlichkeit für einen erfolgreichen Versorgungsein- griff für zumindest zwei der ausgewählten Versorgungsarten. Dies unterstützt den Benutzer bei der Auswahl der Versorg ungsart für den durchzuführenden Versorgungseingriff.
Günstig ist es, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet und programmiert ist, dass sie für insbesondere vorangegangene Versorgungsein- griffe eine quantitative Beziehung zwischen charakteristischen Merkmalen ei- nerjeweiligen Versorgungsart und zumindest einem Teil der Parameter der Parameterinformationen erstellt, vorzugsweise ausgewählten Parametern. Die quantitative Beziehung kann insbesondere ein statistisches Modell sein oder bilden, bei dem charakteristische Merkmale von Knochendefekten innerhalb je- der Versorgungsart identifiziert und in Beziehung zu den Parametern gesetzt werden. Zu diesem Zweck kann die Datenverarbeitungseinrichtung zum Bei- spiel die Parameter unterschiedlich gewichten.
In der Datenverarbeitungseinrichtung kann zum Erstellen der quantitativen Beziehung zum Beispiel ein Algorithmus lauffähig und ausführbar gespeichert sein. Über den Algorithmus können charakteristische Merkmale zum Beispiel mittels einer PC- Analyse (PCA, Principal Component Analysis) identifiziert wer- den.
Günstig ist beispielsweise der Einsatz eines Machine-Learning Algorithmus und/oder eines neuronalen Netzes der Datenverarbeitungseinrichtung zum Er- stellen der quantitativen Beziehung.
Günstig ist es, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgebildet und programmiert ist, dass sie in diese quantitative Beziehung für den jeweiligen Versorgungseingriff die Erfolgsinformation einbezieht und diese quantitative Beziehung der Ermittlung der mindestens einen ausgewählten Versorgungsart zugrunde legt.
Beispielsweise kann bei erfolgreichem früheren Versorgungseingriff ein Satz von Parametern identifiziert werden, die innerhalb einer vorgegebenen oder vorgebbaren Schwelle mit Parametern der anstehenden Versorgung überein- stimmen. Diese Parameter können zum Beispiel bei der Ermittlung der Versor- gungsart als überwiegend ausschlaggebend identifiziert werden, so dass hie- raus charakteristische Merkmale der Versorgungsart abgeleitet werden kön- nen. Basierend auf früheren Erfahrungen besteht dadurch die Möglichkeit, die bestmögliche mindestens eine Versorgungsart vorzuschlagen.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise selbstlernend ausgebildet und programmiert, die quantitative Beziehung ohne Zutun des Benutzers zu erstellen.
Versorgungsdatensätze neuer Versorgungseingriffe werden vorzugsweise in der Speichereinrichtung mit abgespeichert und werden für künftige Versor- gungsvorschläge berücksichtigt.
Das System umfasst vorzugsweise mindestens eine Eingabeeinrichtung zum Entgegennehmen einer Dateneingabe durch einen Benutzer nach Abschluss des Versorgungseingriffs. Hierbei ist die Dateneingabe vorzugsweise nicht un- mittelbar nach Abschluss vorgesehen, sondern nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Gewöhnungszeit des Patienten.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet und pro- grammiert, die Erfolgsinformation anhand der Dateneingabe zu erstellen und zusammen mit den Parameterinformationen und der Versorgungsinformation im Versorgungsdatensatz zu speichern.
Die Eingabeeinrichtung kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Of- fenbarung mindestens ein räumlich von der Datenverarbeitungseinrichtung entfernt angeordnetes tragbares Zusatzgerät sein, oder das mindestens eine Zusatzgerät umfasst die Eingabeeinrichtung, wobei ein Benutzeranwendungs- programm auf dem Zusatzgerät ausführbar gespeichert ist, und wobei die Da- teneingabe des Benutzers über eine Kommunikationsverbindung vom Zusatz- gerät an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelbar ist. Das Benutzeran- wendungsprogramm kann beispielsweise eine sogenannte App sein, die auf dem Zusatzgerät ausführbar hinterlegt ist. Das Zusatzgerät ist zum Beispiel ein Smartphone oder ein Tablet-Computer. Eingaben am Zusatzgerät werden an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen, woraufhin diese die Er- folgsinformation erstellt und speichert.
Obige Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass der Patient selbst unter Nutzung des Benutzeranwendungsprogramms zur Pflege und zur Verfeinerung des Systems beitragen kann, ohne dass es hierzu eines Opera- teurs bedarf.
Der Benutzerdatensatz kann, insbesondere in Bezug auf die Erfolgsinforma- tion, nachträglich veränderbar sein. Beispielsweise können Dateneingaben für die Erfolgsinformation ersetzt und/oder ergänzt werden, wenn sich im Laufe der Zeit eine Änderung der Einschätzung über den Erfolg der angewandten Versorgungsart ergibt.
Das System kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Offenbarung eine Bevorratungseinrichtung umfassen, in der eine Mehrzahl von medizin- technischen Instrumentarien bevorratet sind, umfassend jeweils mindestens ein Implantat, wobei von der Datenverarbeitungseinrichtung abhängig vom Versorgungsvorschlag eine diesbezügliche Bereitstellungsinformation an die Bevorratungseinrichtung übermittelt wird zum Bereitstellen des mindestens ei- nen Instrumentariums. Die Übermittlung der Bereitstellungsinformation kann von der Datenverarbeitungseinrichtung spontan, ohne Zutun des Benutzers, übermittelt werden. Alternativ ist denkbar, dass der Benutzer nach Wahl der Versorgungsart die Übermittlung der Bereitstellungsinformation auslöst. Bei der gegenwärtigen bevorzugten Ausführungsform wird sichergestellt, dass das Instrumentarium umfassend das geeignete Implantat für die Versorgungsart bereitgestellt wird. Diesbezügliche Informationen können zum Beispiel im Ver- sorgungsdatensatz gespeichert werden. Das Instrumentarium kann über das Implantat hinaus beispielsweise ein Einsetzwerkzeug und/oder weitere chirur- gische Instrumente umfassen.
Denkbar ist, dass von der Bevorratungseinrichtung automatisch eine Anforde- rungsinformation zur Nachlieferung eines Instrumentariums ergeht, wenn die- ses über die Bereitstellungsinformation angefordert wurde.
Vorgesehen sein kann, dass die Datenverarbeitungseinrichtung zentral ausge- bildet ist oder dass die Datenverarbeitungseinrichtung durch ein Rechnernetz bereitgestellt oder gebildet ist. Beispielsweise kann eine dezentrale Datenver- arbeitungseinrichtung eingesetzt werden, die über eine Cloud umgesetzt ist.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die vorliegende Offenbarung auch ein Verfah- ren.
Ein offenbarungsgemäßes Verfahren zum Bereitstellen eines Versorgungsvor- schlags für eine anstehende Versorgung eines Knochens mit einem Implantat, insbesondere unter Einsatz eines medizintechnischen Systems der vorstehend genannten Art, umfasst:
Bereitstellen, in einer Speichereinrichtung, für vorangegangene Versor- gungseingriffe, einem jeweiligen Versorgungseingriff zugeordnet oder zu- ordenbar, einen Versorgungsdatensatz, in dem Folgendes miteinander verknüpft gespeichert ist:
Parameterinformationen, umfassend eine Mehrzahl von objektivier- baren Parametern, die indikativ für eine krankhafte Beschaffenheit des Knochens sind; eine Versorgungsinformation, die indikativ für eine Versorgungsart des Patienten beim Versorgungseingriff ist, aus einer Gruppe von vorzugsweise vordefinierten Versorgungsarten; und - eine Erfolgsinformation, die indikativ für einen Erfolg des Versor- gungseingriffs ist; - Ermitteln für den anstehenden Versorgungseingriff, mit einer Datenver- arbeitungseinrichtung, basierend auf den hierfür bereitgestellten Para- meterinformationen und abhängig von der Verknüpfung der Erfolgsinfor- mation mit den Parameterinformationen einer Mehrzahl vorangegange- ner Versorgungseingriffe, mindestens einer ausgewählten Versorgungs- art aus der Gruppe von Versorgungsarten, im Hinblick auf einen erfolg- reichen Versorgungseingriff; und - Bereitstellen eines Versorg ungsvorschlags über die ausgewählte Versor- gungsart.
Die Offenbarung betrifft ferner ein computerimplementiertes (Vor-) Auswahl- verfahren bzw. Vorschlagsverfahren. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Entnehmen bzw. Einlesen, durch eine Datenverarbeitungseinrichtung, eines Versorgungsdatensatzes vorangegangener bzw. historischer Ver- sorgungseingriffe aus einer Speichereinrichtung, wobei der Versor- gungsdatensatz Parameter bzw. Parameterinformationen (insbesondere Breite eines Femurs), Versorgungsinformationen (insbesondere Ein- griffsart und/oder Implantattyp) und/oder Erfolgsinformationen (insbe- sondere ein binärer Erfolgsparameter: ja/nein) der vorangegangenen Versorgungseingriffe aufweist;
- Ermitteln, durch die Datenverarbeitungseinrichtung, von (relevanten) Parametern von jeweiligen Versorgungsarten, die für einen Erfolg (ins- besondere Erfolg: ja) der jeweiligen Versorgungsart ausschlaggebend sind (insbesondere Bestimmen einer Korrelation zwischen erfolgreicher Versorgungsart und einer Auswahlmenge an (relevanten) Parametern, welche die erfolgreiche Versorgungsart signifikant beeinflussen), aus dem Versorgungsdatensatz durch ein statistisches Modell, insbesondere durch eine Hauptkomponentenanalyse; - Einlesen eines Ist-Zustand-Datensatzes (Ausgangsdatensatz) durch die Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere einer CT-Aufnahme eines Patienten mit Parametern; - Berechnen, auf Basis des Ist-Zustand-Datensatzes (Ausgangsdaten- satz)eines Soll-Zustand-Datensatzes (Gesundzustand-Datensatz) durch die Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere mit Hilfe eines Form- knochenmodells; - Ermitteln von Differenzen bzw. Abweichungen von Parametern/ Para- menterinformationen durch Vergleich des Soll-Zustand-Datensatzes mit dem Ist-Zustand-Datensatz durch die Datenverarbeitungseinrichtung;- Filtern der Differenzen bzw. Abweichungen hinsichtlich der ermittelten relevanten Parameter durch die Datenverarbeitungseinrichtung; - Vergleichen der gefilterten Differenzen der Parameter mit den korres- pondierenden der historisch erfolgreichen Versorgungseingriffe, und Be- stimmen einer Menge an historischer Versorgungsdaten, bei denen die Differenzen einander ähneln (insbesondere innerhalb eines Toleranzbe- reiches sind, beispielsweise bei denen eine Summe der relativen Diffe- renzen der relevanten Parameter möglichst klein ist); - Ausgeben durch eine Hinweiseinrichtung, insbesondere eines Displays, der bestimmten Menge an historischen erfolgreichen Versorgungsdaten, insbesondere der Versorgungsinformationen.
Die Versorgungsinformationen können insbesondere ein bei der Versorgung einzusetzendes Implantat und/oder ein Instrument aufweisen, das bei der Im- plantation des Implantats eingesetzt wird.
In dem Schritt des Ermittelns der (relevanten) Parameter des historischen Versorgungsdatensatzes wird vorzugsweise eine quantitative Beziehung zwi- schen den Parameterinformationen der einzelnen historischen Versorgungsein- griffe und den Erfolgsinformationen der historischen Versorgungseingriffe er- mittelt. Dabei kann ermittelt werden, welche Parameter ausschlaggebend für den Erfolg eines Versorgungseingriffs sind. Die relevanten Parameter können auch charakteristische Merkmale für einen Erfolg eines Versorgungseingriffs sein. Die quantitative Beziehung kann durch ein statistisches Modell, insbeson- dere eine Hauptkomponentenanalyse (PCA), oder einen Machine-Learning-Al- gorithmus und/oder ein neuronales Netz ermittelt werden. Durch diesen Schritt kann somit insbesondere ein Satz an Parametern ermittelt werden, die relevant für den Erfolg des Versorgungseingriffs sind.
In dem Schritt des Einlesens des Ist-Zustand-Datensatzes wird vorzugsweise ein Ausgangsdatensatz des Knochens oder des Knochens mit dem (schadhaf- ten) Implantat eingelesen. Der Ausgangsdatensatz kann dabei ein CT- Datensatz oder ein Röntgenbild mit einer 3D-Repräsentation des Knochens sein.
In dem Schritt des Berechnens des Soll-Zustand-Datensatzes aus dem Ist-Zu- stand-Datensatz wird vorzugsweise der Soll-Zustand-Datensatz, der ein Ge- sundzustand-Datensatz ist, durch ein statistisches Formmodell für den Kno- chen berechnet werden. Dabei wird vorzugsweise eine statistisch wahrscheinli- che gesunde Situation des Knochens berechnet.
Durch einen Vergleich des Soll-Zustand-Datensatzes (Gesundzustand-Daten- satz) mit dem Ist-Zustand-Datensatz (Ausgangsdatensatz) können vorzugs- weise die Parameter bzw. die Parameterinformationen ermittelt werden. Dabei kann es sich insbesondere um eine Differenz zwischen Soll-Zustand-Datensatz und Ist-Zustand-Datensatz handeln. Die Parameter können dabei zumindest teilweise objektivierbar sein, um Knochendefekte quantitativ erfassen zu kön- nen.
In einem nächsten Schritt können die durch den Vergleich des Soll-Zustand- Datensatzes mit dem Ist-Zustand-Datensatz ermittelten Parameter insofern gefiltert werden, dass lediglich die Parameter betrachtet werden, die aufgrund des historischen Versorgungsdatensatzes, insbesondere durch das statistische Modell als relevant eingestuft wurden. In anderen Worten können nur die Werte der relevanten Parameter als berücksichtigt werden. Die Differenzen zwischen dem Soll-Zustand-Datensatz und dem Ist-Zustand- Datensatz, also die ermittelten Parameter des vorstehenden Versorgungsein- griffs werden in einem nächsten Schritt mit den Parameterinformationen des historischen Versorgungsdatensatzes verglichen. Dabei werden insbesondere nur die relevanten Parameter verglichen, also nur die gefilterten Parameter.
Es wird insbesondere eine Menge an historischen Versorgungsdaten bestimmt, bei denen sich die Parameterinformationen mit den korrespondierenden des anstehenden Vereorgungseing riffs ähneln. Ähneln soll in diesem Zusammen- hang bedeuten, dass eine Differenz zwischen den einzelnen Parametern inner- halb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt. Die Menge historischer Ver- sorgungsdaten kann insbesondere eine Menge an Versorgungsarten aus den historischen Versorgungsdaten sein, bei denen die Parameterinformationen (der relevanten Parameter) den Parametern des bevorstehenden Versorgungs- eingriffs ähneln. Die Menge historischer Versorgungsdaten kann insbesondere auf erfolgreiche historische Versorgungseingriffe beschränkt sein.
Die bestimmte Menge an historischen Versorgungsdaten kann also eine Menge an Versorgungsarten sein, die eine besonders gute Erfolgsaussicht für die er- mittelten Parameter haben. Somit können die bestimmten Versorgungsarten besonders vielversprechend sein.
Es kann auch eine Summer der Abweichungen (für die relevanten Parameter) ermittelt werden und eine Versorgungsart dann als besonders vielverspre- chend eingestuft werden, wenn die Summer der Abweichungen besondere klein ist.
Die bestimmte Menge an historischen Versorgungsdaten kann in einem letzten Schritt an einen Benutzer ausgegeben werden. Der Benutzer kann so einen qualifizierten Vorschlag (für eine Versorgungsart aus den Versorgungsdaten) erhalten. Die ermittelten Parameter und ein Erfolg/Misserfolg eines durchgeführten Ver- sorgungseingriffs können zu den Versorgungsdaten hinzugefügt werden, um den Datensatz zu erweitern.
Vorzugsweise können die Versorgungsinformationen eine Gruppe von Versor- gungsarten für einen Versorgungseingriff aufweisen, die Parameterinformatio- nen Parameter für die Versorgungseingriffe aufweisen und die Erfolgsinforma- tionen einen Erfolg der vorangegangenen Versorgungseingriffe aufweisen. Der Versorgungsdatensatz kann die jeweiligen Versorgungsarten mit den Parame- tern und dem Erfolg des Versorgungseingriffs verknüpfen.
Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung wird ferner durch ein computerles- bares Speichermedium gelöst, das Befehle umfasst, die bei einer Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Verfahrensschritte des Verfah- rens nach einem der vorstehenden Aspekte auszuführen.
Die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung des offenba- rungsgemäßen Systems erwähnt wurden, können bei Anwendung des Verfah- rens ebenfalls erzielt werden. Auf voranstehende Ausführungen wird verwie- sen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des offenbarungsgemäßen Verfahrens erge- ben sich durch vorteilhafte Ausführungsformen des offenbarungsgemäßen Sys- tems. Auch diesbezüglich kann auf die voranstehenden Ausführungen verwie- sen werden.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Offen- barung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Offenbarung. Es zeigen: Figur 1: eine schematische Darstellung eines offenbarungsgemäßen medi- zintechnischen Systems in bevorzugter Ausführungsform;
Figur 2: eine schematische Darstellung einer Speichereinrichtung des Sys- tems aus Figur 1;
Figur 3: eine schematische Darstellung einer Bevorratungseinrichtung des Systems aus Figur 1;
Figur 4: eine Darstellung eines als krankhaft angesehenen Knochens mit einem Implantat, insbesondere eines Beckenknochens mit einer künstlichen Hüftpfanne, der einer Revisionsoperation zu unterzie- hen ist;
Figur 5: eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktions- weise des Systems aus Figur 1;
Figur 6: eine schematische Darstellung einer 3D-Repräsentation des Be- ckenknochens aus Figur 4 mit rechnerisch entferntem Implantat;
Figur 7: eine schematische Darstellung eines rechnerisch ermittelten Ge- sundzustands des Beckenknochens in einer 3D-Repräsentation;
Figur 8: eine schematische Darstellung, die die Funktionsweise des Sys- tems bei einem anstehenden Versorgungseingriff zeigt; und
Figur 9: ein Ablaufdiagramm eines offenbarungsgemäßen Verfahrens.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine insgesamt mit dem Bezugszei- chen 10 belegte vorteilhafte Ausführungsform des offenbarungsgemäßen me- dizintechnischen Systems. Das System 10 ist zur Durchführung des offenba- rungsgemäßen Verfahrens und vorteilhafter Ausführungsbeispiele des Verfah- rens geeignet. Ein Verfahrensablauf wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Erläuterung der Funktionsweise des Systems 10 beschrieben.
Das System 10 umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung 12, eine Speicher- einrichtung 14, eine Eingabeeinrichtung 16, eine Hinweiseinrichtung 18, eine Analyseeinrichtung 20 und eine Bevorratungseinrichtung 22. Die vorstehend genannten Komponenten des Systems 10 können zentral, am selben Ort, oder räumlich verteilt positioniert sein.
Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinrichtung 12 zentral ausgebildet und positioniert sein, beispielsweise als Computer. Alternativ kann die Daten- verarbeitungseinrichtung 12 durch räumlich verteilte Computer oder Server ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines Cloud-Dienstes.
Entsprechendes gilt für die Speichereinrichtung 14, die zentral oder räumlich verteilt ausgebildet sein kann. Die Speichereinrichtung 14 kann in die Daten- verarbeitungseinrichtung 12 integriert oder von dieser umfasst sein.
Vorgesehen sein kann ferner insbesondere, dass die Analyseeinrichtung 20 und/oder die Bevorratungseinrichtung 22 räumlich entfernt von weiteren Kom- ponenten des Systems 10, insbesondere der Datenverarbeitungseinrichtung 12, ausgebildet und positioniert sind.
Mit dem System 10, insbesondere der Datenverarbeitungseinrichtung 12, kön- nen weitere Eingabeeinrichtungen 24 in Wirkverbindung stehen und insbeson- dere über eine Kommunikationsverbindung informationstechnisch koppelbar sein. Die Eingabeeinrichtungen 24 sind als portable Zusatzgeräte 26 ausgebil- det. Figur 1 zeigt zwei derartige Zusatzgeräte 26. Die Eingabeeinrichtungen 24 können Bestandteil des Systems 10 sein. Die Komponenten des Systems 10 können informationstechnisch kabelgebun- den und/oder kabellos miteinander gekoppelt oder koppelbar sein, um unterei- nander Informationen auszutauschen.
Die Eingabeeinrichtungen 16 und/oder 24 können auf unterschiedliche Weisen ausgestaltet sein und zum Beispiel eine Tastatur, eine Computermaus, einen berührungssensitiven Bildschirm (Touchscreen) und/oder andersartige Einga- bemittel umfassen. Denkbar ist zum Beispiel auch eine Spracheingabe.
Die Hinweiseinrichtung 18 ist oder umfasst insbesondere eine optische Anzei- geeinheit 28 zum Ausgeben visueller Hinweise an einen Benutzer.
Die Analyseeinrichtung 20 ist oder umfasst im vorliegenden Ausführungsbei- spiel beispielsweise eine CT-Einrichtung 30.
In der Speichereinrichtung 14 sind Versorgungsdatensätze 32 von Versorgun- gen von Knochen von Patienten gespeichert, bei denen das System 10 zur Da- tenerfassung und Datenverwaltung eingesetzt wurde.
Jeder Versorgungsdatensatz 32 ist einem jeweiligen Versorgungseingriff unter Einsatz des Systems 10 zugeordnet. Ein jeweiliger Versorgungsdatensatz 32 umfasst für einen vorangegangenen Versorgungseingriff Parameterinformatio- nen 34, eine Versorgungsinformation 36 und eine Erfolgsinformation 38 (Figur 2).
Hierbei ist die Darstellung von Figur 2 schematisch. Die Speicherung der Infor- mationen 34, 36, 38 im jeweiligen Versorgungsdatensatz 32 kann auf unter- schiedliche Weisen erfolgen. Beispielsweise werden die Versorgungsdatensätze in Matrixform gespeichert, zum Beispiel in einer relationalen Datenbank, wobei Figur 5, nachfolgend erläutert, eine beispielhafte Matrix-Repräsentation der In- halte der Versorgungsdatensätze 32 schematisch darstellt. Die in Figur 3 schematisch dargestellte Bevorratungseinrichtung 22 dient zur Bevorratung und Verwaltung von medizinischen Instrumentarien 40. Ein jewei- liges Instrumentarium 40 umfasst insbesondere ein bei der Versorgung des Knochens einzusetzendes Implantat 42, insbesondere eine künstliche Hüft- pfanne. Darüber hinaus kann jedes Instrumentarium 40 zum Beispiel mindes- tens ein chirurgisches Instrument 44 umfassen, das bei der Implantation des Implantats 42 eingesetzt wird.
Figur 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen zu behandelnden Knochen 46, ausgestaltet als menschlicher Beckenknochen 48. Im Beckenknochen 48 ist ein Implantat 42 eingesetzt, vorliegend eine künstliche Hüftpfanne 50. Das System 10 kommt wie erwähnt zum Beispiel bei Versorgungen des Becken- knochens 48 zum Einsatz, der als krankhaft angesehen wird und insbesondere Knochendefekte aufweist. Hierbei wird in einer Revisionsoperation das Implan- tat 42 entfernt und durch ein neues Implantat ersetzt.
Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Anwendung bei Revisionsoperationen und nicht auf den Einsatz bei Versorgungen eines Be- ckenknochens 48 beschränkt ist.
Für einen anstehenden Versorgungseingriff, der nachfolgend unter Bezug- nahme insbesondere auf Figur 8 erläutert wird, werden Informationen, die in den Versorgungsdatensätzen 32 hinterlegt sind, vom System 10 ausgewertet, um einen Vorschlag für eine Versorgungsart für die Versorgung des Patienten 52 vorzuschlagen.
Zur Funktionsweise des Systems 10 wird nachfolgend zunächst auf die Figu- ren 5 bis 7 verwiesen.
Das System 10 nutzt, um einen Versorg ungsvorschlag für eine Versorgungsart zum Versorgen des Patienten 52 zu unterbreiten, die Versorgungsdatensätze 32 einer Mehrzahl von vorangegangenen Versorgungseingriffen. Vorteilhaft ist es, wenn eine hohe Anzahl von Versorgungseingriffen im System 10 gespei- chert ist und von diesem verwertet werden kann. Vorteilhaft sind beispiels- weise mindestens ungefähr 50 Versorgungseingriffe, bevorzugter mindestens ungefähr 200 Versorgungseingriffe, wobei eine höhere Anzahl bevorzugt ist. Hierbei werden jeweils die Parameterinformationen 34, die Versorgungsinfor- mationen 36 und die Erfolgsinformationen 38 berücksichtigt.
Die Parameterinformationen 34 eines jeweiligen Versorgungsdatensatzes 32 umfassen eine Mehrzahl von objektivierbaren Parametern, die indikativ für eine krankhafte Beschaffenheit des Knochens 46 sind. Figur 5 zeigt schema- tisch eine Matrix-Darstellung der Mehrzahl von Parametern für die vorange- gangenen Versorgungseingriffe in einer Matrixdarstellung 54.
Günstig ist es, wenn beispielsweise mindestens ungefähr 20 Parameter heran- gezogen werden, vorzugsweise 40 Parameter oder mehr.
Bei vorangegangenen Versorgungseingriffen wird der jeweilige Patient 52 ge- mäß einer Versorgungsart aus einer Gruppe von vorzugsweise vordefinierten Versorgungsarten versorgt. Figur 5 zeigt dies beispielhaft in einer Matrixdar- stellung 56, die die Versorgungsarten verknüpft mit den vorangegangenen Versorgungseingriffen darstellt. Die Versorgungsinformation 36 jedes Versor- gungsdatensatzes 32 ist indikativ für die durchgeführte Versorgungsart für den Patienten 52. Beispielhaft ist in Figur 5 eine Gruppe von fünf unterschiedlichen Versorgungsarten gezeigt.
Darüber hinaus wird die Erfolgsinformation 38 eines jeweiligen Versorgungsda- tensatzes 32 verwertet. In einer Matrixdarstellung 58 ist eine Erfolgsbeurtei- lung für einen jeweiligen Versorgungseingriff gezeigt. Beispielhaft sind in Figur 5 sechs verschiedenartige Einteilungen für die Erfolgsinformation dargestellt.
Zum Ermitteln der objektivierbaren Parameter der Parameterinformationen 34 wird zunächst mittels der CT-Einrichtung 30 bei einer insbesondere präoperati- ven Datenaufnahme 60 ein Ausgangsdatensatz 62 des als schadhaft angese- henen Knochens 46 erstellt. Im Fall einer Revisionsoperation enthält der Aus- gangsdatensatz 62 Beiträge des Implantates 42. Der Ausgangsdatensatz 62 umfasst insbesondere einen CT-Datensatz und/oder ein Röntgen bild mit einer 3D-Repräsentation des Knochens 46. Der Ausgangsdatensatz 62 ist indikativ für einen Istzustand des Knochens 46 und dient der Datenverarbeitungsein- richtung 12 als Grundlage, um zumindest einen Teil der Parameter bereitzu- stellen.
Der Ausgangsdatensatz 62 kann der Datenverarbeitungseinrichtung 12 von der CT-Einrichtung 30 automatisch und/oder von einem Benutzer bereitgestellt werden.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 ist so ausgebildet und programmiert, dass sie eine Segmentierung 64 des Ausgangsdatensatzes 62 durchführt. Im Fall einer Revisionsoperation werden Beiträge, die auf das Implantat 42 im Ausgangsdatensatz 62 zurückgehen, von der Datenverarbeitungseinrichtung 12 rechnerisch entfernt, wobei ein angepasster Ausgangsdatensatz 66 ohne Beiträge des Implantats 42 erstellt wird. Bei Nicht-Revisionseingriffen, sondern erstmaliger Implantation eines Implantats 42, kann dieser Schritt des rechne- rischen Entfernens entfallen und der segmentierte Ausgangsdatensatz 62 un- mittelbar von der Datenverarbeitungseinrichtung 12 verwendet werden.
Figur 6 stellt schematisch eine 3D-Repräsentation des Knochens 46 im ange- passten Ausgangsdatensatz 66 dar.
Nachfolgend ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 12 rechnerisch einen Gesundzustand-Datensatz des Knochens 46 des Patienten 52 basierend auf dem Ausgangsdatensatz, vorliegend dem Ausgangsdatensatz 66. Dieser Schritt ist in Figur 5 mit dem Bezugszeichen 68 gekennzeichnet. Figur 7 zeigt eine 3D-Repräsentation des Knochens 46 im Gesundzustand-Datensatz 70. Zum Errechnen des Gesundzustand-Datensatzes kann beispielsweise ein sta- tistisches Formmodell für den Knochen 46 herangezogen werden. Berechnet wird eine statistisch wahrscheinliche gesunde Situation des Knochens 46 (na- tive Situation).
Durch einen Vergleich des Gesundzustand-Datensatzes 70 mit dem Ausgangs- datensatz 66 können die Parameter und damit die Parameterinformationen 34 bereitgestellt werden. Die Parameter sind zumindest teilweise objektivierbar, um Knochendefekte quantitativ erfassen zu können. Das Bezugszeichen 72 in Figur 5 kennzeichnet die entsprechende Defektanalyse.
Die Parameterinformationen 34 sind im jeweiligen Versorgungsdatensatz 32 gespeichert, wie durch die Matrixdarstellung 54 symbolisiert.
Der Benutzer, insbesondere der Operateur, kann für den Patienten 52 eine ge- eignete Versorgungsart auswählen und hierbei die Parameterinformationen 34 berücksichtigen. Die gewählte Versorgung 74 kann aus der Wahl der Gruppe der Versorgungsarten ausgewählt werden. Das Bezugszeichen 76 kennzeich- net die Wahl einer Versorgungsart für einen jeweiligen Versorgungseingriff wie gemäß der Matrixdarstellung 56 symbolisiert.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 ist ausgebildet, die Versorgungsarten und die Parameterinformationen miteinander in Beziehung zu setzen. Dies ist in Figur 5 anhand der Matrixdarstellungen 78 gezeigt. Darin sind beispielhaft Tabellen dargestellt, die nach der Versorgungsart gruppiert die jeweiligen Ver- sorgungseingriffe und die diesbezüglichen Parameterinformationen 34 wider- spiegeln. Jeder Versorgungsart kann insbesondere eine Tabelle 80 zugeordnet sein.
Es versteht sich, dass diese Visualisierung nur beispielhaft ist und dass abhän- gig von den verwendeten Datenstrukturen in der Speichereinrichtung 14 eine andersartige Speicherung und/oder Visualisierung der Daten vorgesehen sein könnte. Postoperativ kann der Benutzer eine Erfolgsbeurteilung 82 für den vorange- gangenen Eingriff vornehmen. Dateneingaben des Benutzers für die Angabe der Versorgung 74 und die Erfolgsbeurteilung 82 können insbesondere über die Eingabeeinrichtungen 16 und/oder 24 vorgenommen werden. Vorteilhaft kann es sein, wenn auf den Zusatzgeräten 26 ein vom Benutzer nutzbares Be- nutzeranwendungsprogramm (beispielsweise eine App) ausführbar gespeichert ist, über die die Dateneingaben entgegengenommen und anschließend vom Zusatzgerät 26 an die Datenverarbeitungseinrichtung 12 übertragen werden können. Die Nutzung von Zusatzgeräten 26 bietet insbesondere die Möglich- keit, die Patienten 52 in die Erfolgsbeurteilung 82 miteinzubinden.
Basierend auf der Dateneingabe erstellt die Datenverarbeitungseinrichtung 12 über eine Analyse 84 die Erfolgsinformation, wie beispielhaft anhand der Ma- trixdarstellung 58 gezeigt.
Wie Figur 5 ferner schematisch darstellt, ist die Datenverarbeitungseinrichtung 12 ausgebildet und programmiert, basierend auf vorangegangenen Versor- gungseingriffen eine quantitative Beziehung 86 zu erstellen. Die quantitative Beziehung 86 wird insbesondere zwischen charakteristischen Merkmalen einer jeweiligen Versorgungsart und zumindest einem Teil der Parameter der Para- meterinformationen 34 erstellt Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 bezieht in die quantitative Beziehung 86 die jeweilige Erfolgsinformation 38 mit ein.
Auf diese Weise erstellt die Datenverarbeitungseinrichtung 12 insbesondere ein statistisches Modell, das Informationen über die Haupt-Charakteristika von Knochendefekten in jeder Versorgungsart und Angaben über den Erfolg der gewählten Versorgungsart umfasst.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 ist so ausgebildet und programmiert, dass sie die quantitative Beziehung 86 vorzugsweise eigenständig erstellt. Dementsprechend kann die Datenverarbeitungseinrichtung 12 selbstlernend ausgebildet und programmiert sein, die quantitative Beziehung 86 ohne Zutun des Benutzers zu erstellen. Zum Einsatz kommt beispielsweise ein Machine- Learning-Algorithm us und/oder ein neuronales Netz zum Erstellen der Bezie- hung 86.
Mit dem Bezugszeichen 88 ist exemplarisch ein Diagramm einer PC-Analyse (PCA, Principal Component Analysis) dargestellt. Die PC-Analyse kann zur Identifikation der charakteristischen Merkmale der jeweiligen Versorgungsart dienen und wird zum Beispiel über den erwähnten Machine-Learning-Algorith- mus oder das neuronale Netz ausgeführt.
Der Datenbestand mit den Versorgungsdatensätzen 32 des Systems 10 ist er- weiterbar. Die Parameterinformationen 34, die Versorgungsinformationen 36 und die Erfolgsinformation 38 für einen jeweiligen Versorgungseingriff können ergänzt werden, von der Datenverarbeitungseinrichtung 12 ausgewertet und zur Verbesserung der quantitativen Beziehung 86 herangezogen werden.
Für einen anstehenden Versorgungseingriff (Figur 8) werden die Parameterin- formationen 34 basierend auf der Defektanalyse 72 für den zu behandelnden Knochen 46 erstellt.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 kann basierend auf den bereitgestellten Parameterinformationen 34 und der quantitativen Beziehung 86 mindestens eine ausgewählte Versorgungsart aus der Gruppe von Versorgungsarten ermit- teln.
Da die Beziehung 86 Erfolgsinformationen 38 mit Parameterinformationen 34 vorangegangener Versorgungseingriffe sowie der jeweiligen Versorgungsart verknüpft, ist die Datenverarbeitungseinrichtung 12 in der Lage, die ausge- wählte Versorgungsart im Hinblick auf einen (mutmaßlich) erfolgreichen Ver- sorgungseingriff zu ermitteln. Die Ermittlung der mindestens einen Versor- gungsart ist mit dem Bezugszeichen 90 gekennzeichnet. Hierauf basierend kann die Datenverarbeitungseinrichtung 12 dem Benutzer an der Hinweiseinrichtung 18 einen Versorgungsvorschlag über die mindestens eine ausgewählte Versorgungsart bereitstellen, wie in Figur 8 mit dem Bezugs- zeichen 92 gekennzeichnet.
Die Offenbarung bietet den Vorteil, dass der Versorgungsvorschlag 92 basie- rend auf vorangegangenen Erfahrungen unterbreitet werden kann. Diese Er- fahrungen von vorzugsweise gut ausgebildeten Operateuren lassen sich für künftige Versorgungseingriffe vorteilhaft nutzen, und Benutzer können bei die- sen Versorgungseingriffen unterstützt werden.
Der Benutzer, insbesondere der Operateur, kann den Versorgungsvorschlag 92 übernehmen. Alternativ kann sich der Benutzer abweichend vom Versorgungs- vorschlag für eine andersartige Versorgungsart entscheiden.
Entscheidet sich der Benutzer für eine Versorgungsart, kann von der Daten- verarbeitungseinrichtung 12 an die Bevorratungseinrichtung 22 eine diesbe- zügliche Bereitstellungsinformation übermittelt werden. Die Bevorratungsein- richtung 22 kann darauf basierend das Instrumentarium 40 mit dem für die Versorgungsart geeigneten Implantat 42 bereitstellen. Eine diesbezügliche In- formation kann im Versorgungsdatensatz 32 gespeichert werden. Erforderli- chenfalls kann von der Bevorratungseinrichtung 22 automatisch eine Nachbe- stellung des vergebenen Instrumentariums 42 ausgelöst werden.
Günstig ist es, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung 12 für die ausgewählte Versorgungsart eine Wahrscheinlichkeit für einen erfolgreichen Versorgungs- eingriff ermittelt. Der Versorg ungsvorschlag 92 kann vorzugsweise eine An- gabe der Wahrscheinlichkeit für den erfolgreichen Versorgungseingriff umfas- sen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinrichtung 12 zwei oder mehr ausgewählte Versorgungsarten aus der Gruppe von Versorgungsar- ten ermittelt. Der Versorgungsvorschlag 92 kann die Angabe der zwei oder mehr ausgewählten Versorgungsarten umfassen.
Vorzugsweise ist in dem zuletzt genannten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Versorgungsvorschlag eine Angabe der jeweiligen Wahrscheinlichkeit für einen erfolgreichen Versorgungseingriff für zumindest zwei der ausgewähl- ten Versorgungsarten umfasst.
Figur 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines offenbarungsmäßigen Auswahlverfah- rens. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. In Schritt S1 wird ein Versorgungsdatensatz vorangegangener Versorgungseingriffe durch die Daten- verarbeitungseinrichtung 12 aus einer Speichereinrichtung entnommen, wobei der Versorgungsdatensatz insbesondere Parameterinformationen 34, Versor- gungsinformationen 36 und/oder Erfolgsinformationen 38 der vorangegange- nen Versorgungseingriffe aufweist. In Schritt S2 werden relevante Parametern von jeweiligen Versorgungsarten, die für einen Erfolg der jeweiligen Versor- gungsart ausschlaggebend sind, durch die Datenverarbeitungseinrichtung 12 aus dem Versorgungsdatensatz durch ein statistisches Modell ermittelt. Also wird eine Korrelation zwischen erfolgreicher Versorgungsart und einer Aus- wahlmenge an (relevanten) Parametern bestimmt, welche die erfolgreiche Versorgungsart signifikant beeinflussen. Das statistische Modell kann insbe- sondere eine Hauptkomponentenanalyse sein. In Schritt S3 liest die Datenver- arbeitungseinrichtung 12 einen Ausgangsdatensatz 62 bzw. einen Ist-Zustand- Datensatz ein. Der Ausgangsdatensatz 62 ist insbesondere der CT-Datensatz des Knochens 46. In Schritt S4 wird eines Soll-Zustand-Datensatzes bzw. Ge- sundzustand-Datensatz 70 durch die Datenverarbeitungseinrichtung 12 auf Basis des Ist-Zustand-Datensatzes (Ausgangsdatensatz 62) berechnet. Der Gesundzustand-Datensatz 70 wird insbesondere mit Hilfe eines Formknochen- modells berechnet. In Schritt S5 ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 12 Differenzen bzw. Abweichungen von Parametern/ Parameterinformationen 34 durch Vergleich des Gesundzustand-Datensatzes 70 und des Ausgangsdatensatzes 62. In Schritt S6 werden die ermittelten Differenzen bzw. Abweichungen hinsichtlich der ermittelten relevanten Parameter durch die Datenverarbeitungseinrichtung 12 gefiltert. In Schritt S7 werden die gefilterten Differenzen der Parameter mit den korrespondierenden der historisch erfolgreichen Versorgungseingriffe ver- glichen. Ferner wird eine Menge an historischer Versorgungsdaten bestimmt, bei denen die Differenzen einander ähneln oder insbesondere innerhalb eines
(vorbestimmten) Toleranzbereiches sind, beispielsweise bei denen eine Summe der relativen Differenzen der relevanten Parameter möglichst klein ist). In Schritt S8 wird die bestimmte Menge an historischen erfolgreichen Ver- sorgungsdaten durch die Hinweiseinrichtung 18 ausgegeben.
Bezugszeichenliste
10 medizintechnisches System
12 Datenverarbeitungseinrichtung
14 Speichereinrichtung
16 Eingabeeinrichtung
18 Hinweiseinrichtung
20 Analyseeinrichtung
22 Bevorratungseinrichtung
24 Eingabeeinrichtung
26 Zusatzgerät
28 optische Anzeigeeinrichtung
30 CT-Einrichtung
32 Versorgungsdatensatz
34 Parameterinformation
36 Versorgungsinformation
38 Erfolgsinformation
40 Instrumentarium
42 Implantat
44 chirurgisches Instrument
46 Knochen
48 Beckenknochen
50 Hüftpfanne
52 Patient
54, 56, 58 Matrixdarstellung
60 Datenaufnahme
62 Ausgangsdatensatz
64 Segmentierung
66 angepasster Ausgangsdatensatz
68 Rekonstruktion nativer Zustand
70 Gesundzustand-Datensatz
72 Defektanalyse
74 Versorgung 76 Wahl Versorgungsart
78 Matrixdarstellung
80 Tabelle
82 Erfolgsbeurteilung
84 Analyse
86 quantitative Beziehung
88 PC-Analyse
90 Ermittlung Versorgungsart
92 Versorgungsvorschlag

Claims

Patentansprüche
1. Medizintechnisches System zum Einsatz bei einer Versorgung eines Kno- chens mit einem Implantat (46), insbesondere bei einer Implantation ei- ner künstlichen Hüftpfanne (50) in einen menschlichen Beckenknochen (48), speziell für Revisionseingriffe, umfassend eine Datenverarbeitungs- einrichtung (12), eine Speichereinrichtung (14) und eine Hinweiseinrich- tung (18), wobei in der Speichereinrichtung (14), basierend auf einer Mehrzahl vorangegangener Versorgungseingriffe, einem jeweiligen Ver- sorgungseingriff zugeordnet oder zuordenbar in einem Versorgungsda- tensatz Folgendes miteinander verknüpft gespeichert ist: - Parameterinformationen (34), umfassend eine Mehrzahl von objek- tivierbaren Parametern, die indikativ für eine krankhafte Beschaf- fenheit des Knochens (46) sind; - eine Versorgungsinformation (36), die indikativ für eine durchge- führte Versorgungsart für den Patienten (52) beim Versorgungsein- griff ist, aus einer Gruppe von vorzugsweise vordefinierten Versor- gungsarten; und - eine Erfolgsinformation (38), die indikativ für einen Erfolg des Ver- sorgungseingriffs ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebildet und ange- passt ist, dass sie aus dem Versorgungsdatensatz relevante Parameter für Versorgungsarten durch ein statistisches Modell, insbesondere Haupt- komponentenanalyse, ermittelt, die für einen Erfolg der jeweiligen Ver- sorgungsart ausschlaggebend sind, und sie für einen anstehenden Versorgungseingriff Parameter des anstehenden Versorgungseingriffs mit den ermittelten re- levanten Parametern der Mehrzahl vorangegangener Versorgungsein- griffe vergleicht, wobei insbesondere eine Abweichung zwischen den Pa- rametern des anstehenden Versorgungseingriffs und den ermittelten re- levanten Parametern in einem vorbestimmten Toleranzbereich liegen, um mindestens eine ausgewählte Versorgungsart aus der Gruppe von Ver- sorgungsarten im Hinblick auf einen erfolgreichen Versorgungseingriff zu ermitteln, und einem Benutzer an der Hinweiseinrichtung (18) einen Ver- sorgungsvorschlag über die mindestens eine ausgewählte Versorgungs- art bereitzustellen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Analy- seeinrichtung (20) umfasst zum Bereitstellen eines Ausgangsdatensatzes (62), der indikativ für einen Istzustand des Knochens (46) ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebildet und programmiert ist, dass sie zumindest einen Teil der Parameter zum Bereitstellen der Parameterinformationen (34) auf der Grundlage des Ausgangsdatensat- zes (62) ermittelt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Da- tenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebildet und programmiert ist, dass sie ein beim Istzustand des Patienten (52) vorhandenes Implantat (42) im Knochen (46) rechnerisch aus dem Ausgangsdatensatz (62, 66) entfernt.
4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Da- tenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebildet und programmiert ist, dass sie basierend auf dem Ausgangsdatensatz (62, 66) rechnerisch ei- nen Gesundzustand-Datensatz (70) des Patienten (52) ermittelt, vor- zugsweise dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) zumindest einen Teil der Parameter durch Vergleich des Gesundzustand-Datensatzes (70) mit dem Ausgangsdatensatz (62) oder dem Ausgangsdatensatz (66) nach rechnerischem Entfernen des Implantates (42) ermittelt.
5. System nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebil- det und programmiert ist, dass sie die mindestens eine ausgewählte Ver- sorgungsart verknüpft mit einer Wahrscheinlichkeit für einen erfolgrei- chen Versorgungseingriff ermittelt und dass der Versorgungsvorschlag für den Benutzer eine Angabe der Wahrscheinlichkeit umfasst.
6. System nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebil- det und programmiert ist, dass sie zwei oder mehr ausgewählte Versor- gungsarten aus der Gruppe von Versorgungsarten ermittelt und dass sie den Versorg ungsvorschlag an der Hinweiseinrichtung (18) über die zwei oder mehr ausgewählten Versorgungsarten bereitstellt.
7. System nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebil- det und programmiert ist, dass sie für Versorgungseingriffe eine quanti- tative Beziehung (86) zwischen charakteristischen Merkmalen einer je- weiligen Versorgungsart und zumindest einem Teil der Parameter, vor- zugsweise ausgewählten Parametern, der Parameterinformationen (34) erstellt.
8. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Einsatz eines Machine Learning-Algorithm us und/oder eines neuronalen Netzes der Datenverar- beitungseinrichtung (12) zum Erstellen der quantitativen Beziehung (86).
9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Da- tenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebildet und programmiert ist, dass sie in diese quantitative Beziehung (86) für den jeweiligen Versor- gungseingriff die Erfolgsinformation (38) einbezieht und diese quantita- tive Beziehung (86) der Ermittlung der mindestens einen ausgewählten Versorgungsart zugrunde legt, wobei insbesondere bei erfolgreichem Versorgungseingriff Parameter, die innerhalb einer vorgegebenen oder vorgebbarer Schwelle mit Parametern der anstehenden Versorgung über- einstimmen, überwiegend ausschlaggebend für den Vorschlag sind.
10. System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) selbstlernend ausgebildet und programmiert ist, die quantitative Beziehung (86) ohne Zutun eines Benutzers zu erstellen.
11. System nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System (10) mindestens eine Eingabeeinrich- tung (16, 24) umfasst zum Entgegennahmen einer Dateneingabe durch einen Benutzer nach Abschluss des Versorgungseingriffs, wobei die Da- tenverarbeitungseinrichtung (12) so ausgebildet und programmiert ist, die Erfolgsinformation (38) anhand der Dateneingabe zu erstellen und zusammen mit den Parameterinformationen (34) und der Versorgungsin- formation (36) im Versorgungsdatensatz (32) zu speichern.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabe- einrichtung (24) mindestens ein räumlich von der Datenverarbeitungs- einrichtung (12) entfernt angeordnetes tragbares Zusatzgerät (26) ist o- der dass das mindestens eine Zusatzgerät (26) die Eingabeeinrichtung (24) umfasst, wobei ein Benutzeranwendungsprogramm auf dem Zusatz- gerät (26) ausführbar gespeichert ist und dass die Dateneingabe des Be- nutzers über eine Kommunikationsverbindung vom Zusatzgerät (26) an die Datenverarbeitungseinrichtung (12) übermittelbar ist.
13. Computerimplementiertes Auswahlverfahren mit den folgenden Schritten: - Einlesen eines Versorgungsdatensatzes vorangegangener Versorgungs- eingriffe aus einer Speichereinrichtung durch eine Datenverarbeitungs- einrichtung (12), wobei der Versorgungsdatensatz insbesondere Para- meterinformationen (34), Versorgungsinformationen (36) und/oder Er- folgsinformationen (38) der vorangegangenen Versorgungseingriffe auf- weist; - Bestimmen einer Korrelation zwischen erfolgreichen Versorgungsarten und einer Auswahlmenge an relevanten Parametern, welche die erfolg- reiche Versorgungsart signifikant beeinflussen, aus dem Versorgungsda- tensatz durch ein statistisches Modell, insbesondere durch eine Haupt- komponentenanalyse; - Einlesen eines Ausgangsdatensatzes (62, 66) durch die Datenverarbei- tungseinrichtung (12); - Berechnen eines Gesundzustand-Datensatzes (70) aus dem Ausgangs- datensatz (62, 66) durch die Datenverarbeitungseinrichtung (12), ins- besondere mit Hilfe eines Formknochenmodells; - Ermitteln von Differenzen oder Abweichungen von Parameterinformatio- nen (34) durch Vergleich des Gesundzustand-Datensatzes (70) mit dem Ausgangsdatensatz (62, 66) durch die Datenverarbeitungseinrichtung (12); - Filtern der ermittelten Differenzen bzw. Abweichungen hinsichtlich der bestimmten relevanten Parameter durch die Datenverarbeitungseinrich- tung (12); - Vergleichen der gefilterten Differenzen mit den korrespondierenden der historisch erfolgreichen Versorgungseingriffe, und Bestimmen einer Menge an historischer Versorgungsdaten, bei denen die Differenzen in- nerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches liegen; - Ausgeben der bestimmten Menge an historischen erfolgreichen Versor- gungsdaten, insbesondere der Versorgungsinformationen (36), durch eine Hinweiseinrichtung (18).
14. Computerimplementiertes Auswahlverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsinformationen (36) eine Gruppe von Versorgungsarten für einen Versorgungseingriff aufweisen, die Parameterinfor- mationen (34) Parameter für die Versorgungseingriffe aufweisen und die Er- folgsinformationen (38) einen Erfolg der vorangegangenen Versorgungsein- griffe aufweisen und der Versorgungsdatensatz die jeweiligen Versorgungsar- ten mit den Parametern und dem Erfolg des Versorgungseingriffs verknüpft.
15. Computerlesbares Speichermedium, das Befehle umfasst, die bei einer Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Verfahrensschritte des Auswahlverfahrens nach einem der Ansprüche 13 oder 14 auszuführen.
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