EP4519886A1 - Integrierte therapiekette - Google Patents

Integrierte therapiekette

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Publication number
EP4519886A1
EP4519886A1 EP23725622.7A EP23725622A EP4519886A1 EP 4519886 A1 EP4519886 A1 EP 4519886A1 EP 23725622 A EP23725622 A EP 23725622A EP 4519886 A1 EP4519886 A1 EP 4519886A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
patient
implant
specific
therapy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23725622.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Utz
Ingrid DUPRAZ
Thomas Grupp
Allan Maas
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 EP4519886A1 publication Critical patent/EP4519886A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/46—Special tools for implanting artificial joints
    • A61F2/4603—Special tools for implanting artificial joints for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof
    • A61F2/461—Special tools for implanting artificial joints for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof of knees
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/46—Special tools for implanting artificial joints
    • A61F2002/4632—Special tools for implanting artificial joints using computer-controlled surgery, e.g. robotic surgery
    • A61F2002/4633—Special tools for implanting artificial joints using computer-controlled surgery, e.g. robotic surgery for selection of endoprosthetic joints or for pre-operative planning
    • 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
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images

Definitions

  • the present disclosure relates to a system of an integrated therapy chain for planning and implementing the use of a predetermined implant system, the therapy chain having pre-, intra- and postoperative therapy steps.
  • the present disclosure further relates to a method for preoperative preparation for an operation to insert an implant system.
  • Background of the disclosure As of today, only X-rays or CT or MRI images are used in operative planning, for example of a total endoprosthesis, in particular a total knee endoprosthesis. A qualitative examination of the joint function is usually carried out in advance by the treating doctor. Therefore, preoperative planning for interventions of this type is currently usually based solely on the anatomical conditions or anatomy of the patient on the one hand and implant dimensions on the other.
  • Another task is to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art.
  • the above task is solved by the subject matter of claim 1.
  • the above task is solved by an electronic system (device) with an integrated therapy chain for planning and implementing the use of a predetermined or selectable implant system, preferably for a knee endoprosthesis, shoulder endoprosthesis or hip Endoprosthesis, whereby the therapy chain has pre-, intra- and postoperative therapy steps.
  • the selection of the implant system can be part of the therapy chain. Based on data, e.g. patient kinematics, implant limits, simulation and other boundary conditions, the best implant system and type of implant for the patient can be selected.
  • implant system can also be understood to mean a cruciate ligament to be inserted, a tibial osteotomy or similar.
  • the electronic system (device) has a first data device for acquiring, processing and providing patient-specific kinematics data, a second data device for acquiring, processing and providing patient data, preferably a fourth data device for storing, processing and providing image material, and a third Data device for storing and providing data of the specific implant system or implant system selected from a number of selectable implant systems, and a control unit for controlling the data devices and for carrying out the therapy steps based on the above data, the first data device (2) is intended and designed to to provide at least a first and a second data set, the first data set having the currently recorded patient-specific kinematics data, the second data set having history data similar to the currently recorded patient-specific kinematics data based on older inserts of the specific/selectable implant system, and the second Data set is designed and intended to supplement the first data set with empirical values
  • the present disclosure relates to a technical/electronic solution for an integrated therapy chain to improve patient-specific care with a total endoprosthesis, preferably a knee endoprosthesis, as well as the subsequent rehabilitation measure.
  • This solution records and takes into account both preoperative as well as intra- and postoperative patient-specific data.
  • choosing the optimal time for surgery can also be part of the therapy chain. Based on the diagnosis, the The best time (not too early, but not too late) can be determined based on the degree of osteoarthritis, the patient's muscular and coordination condition and other parameters.
  • possibly beneficial pre-rehabilitation measures can be determined in preparation for the operation and to accelerate postoperative rehabilitation.
  • the implant e.g. body weight
  • this also includes the pre-, intra- and postoperative recording of the patient's individual kinematics using suitable methods known from the state of the art. Further aspects of the present disclosure are defined in the subclaims and described in more detail below. It is advantageous if the pre-, intra- and postoperative, patient-specific data can be gradually combined, enriched/supplemented across system boundaries and can be used to optimize therapy. “Can be supplemented/enriched” means that the existing data is supplemented or enriched with existing, especially comparable data, in order to incorporate empirical values from previous cases into the planning and implementation of the operation.
  • the preoperative therapy steps include carrying out an intelligent mobility analysis to acquire patient-specific kinematics data, planning and simulating the use of the implant system, the intraoperative therapy step includes carrying out the use of the implant system, and the postoperative therapy step includes rehabilitation .
  • the preoperative therapy step of intelligent mobility analysis preferably gait analysis, is intended and designed to record the patient-specific kinematics data and the patient data and process them in the corresponding data devices.
  • the first data device is intended and designed to determine kinematics and a phenotype from the patient-specific kinematics data.
  • the system has a fourth data device for storing, processing and providing image material. It is advantageous here if the preoperative therapy step of the intelligent mobility analysis is intended and designed to also capture the image material and process it in the corresponding data device. It is preferred if the preoperative therapy step of planning for inserting the implant system is intended and designed to be based on this to determine at least the implant type and the implant size based on the processed data from the first, second and fourth data devices and the data from the third data device.
  • the previous holistic view of the case is used to plan the operation with regard to implant selection and implant positioning. It is advantageous if the fourth data device is intended and designed to determine bone morphology based on the image material. It is advantageous if the preoperative therapy step of the simulation for inserting the implant system is intended and designed to test mechanical limits of the predetermined implant system based on the previous planning, the bone morphology and an implant alignment. In this subsequent simulation, the planning carried out in this way is checked, taking into account the available patient data and taking into account the mechanical limits of the planned implant system.
  • the simulation is intended and designed to apply loads to the implant that correspond to the kinematics of the patient, taking into account his body weight, his anatomy, his kinematics phenotype and the implant planning previously created by the doctor, in order to release the planning for intra-operative implementation if the mechanical limits of the implant system are not exceeded at any point in the loading cycle. Otherwise, it is preferred if the simulation shows that the mechanical limits have been exceeded at least once, the system makes suggestions for planning changes with the aim of adhering to the mechanical limits of the implant system and, ideally, reconstructing the kinematics in such a way as to achieve the highest To lead patient satisfaction for this phenotype.
  • the intraoperative therapy step of carrying out the insertion of the predetermined implant system is intended and designed to implement the planning based on the simulation using a navigation or robot system.
  • the planning is then implemented intraoperatively using a navigation or robotic system.
  • Planning can also be integrated as part of the navigation/robotics system. This has the effect that intraoperative events and, for example, the patient-specific soft tissue situation can be taken into account in the simulation.
  • An intraoperative change of the implant system can also be taken into account in this way.
  • the postoperative therapy step for carrying out the rehabilitation can be adapted accordingly based on the patient-specific kinematics data of the first data security and a preoperative requirement profile.
  • the subsequent rehabilitation measures can be adapted accordingly.
  • intelligent movement analysis especially gait analysis
  • rehabilitation can be tracked, supervised and individualized, even at a distance.
  • the data from the rehabilitation as well as the patient's postoperative kinematics can in turn be recorded and used to optimize the further simulation model and preoperative planning. This means the system is continually monitored and improved.
  • the present disclosure relates to a method for the preoperative preparation of an operation for inserting an implant system, with the following steps: - Acquiring patient-specific data, in particular kinematic data, general patient data and patient-specific image material (S1); - Enriching the patient-specific data, in particular kinematic data, with comparison data; - Determine a phenotype of the patient based on the patient-specific data, in particular the kinematic data; - Carrying out planning regarding implant selection and implant positioning based on the enriched patient-specific data and the information about the implant system (S2); and - carrying out a simulation to check the planning regarding mechanical limits of the implant system, taking into account the patient-specific data (S3); - Approval of preoperative planning if mechanical limits of the implant system have not been exceeded or suggestions for changing the plan to comply with the mechanical limits of the implant system.
  • the same process or the above system can also be used to treat other joints, such as the hip or shoulder.
  • the application described can be expanded by taking additional parameters into account, for example from other joints.
  • the musculoskeletal model of the knee can be expanded to include bony structures of the ankle and hip or pelvis and the corresponding muscle forces.
  • applications in the field of spinal surgery are preferred.
  • a musculoskeletal model of individual spinal segments or the entire spine, possibly including the pelvis can be used for the simulation.
  • conservative treatments for joint problems without the use of implants can be considered. Examples include a cruciate ligament reconstruction or a tibial osteotomy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a flowchart of the system according to an embodiment of the present disclosure. Description of the Preferred Embodiments A preferred embodiment of the present disclosure will be described below based on the accompanying figure. 1 is a diagram illustrating a flowchart of the system according to a preferred embodiment of the present disclosure.
  • a first therapeutic step S1 of the preoperative preparation for carrying out the use of a predetermined implant system involves the acquisition of various data, in particular an intelligent mobility analysis, preferably an intelligent gait analysis.
  • data about the patient 7 and about the demographics 8 are recorded in a second data device 3.
  • mobility analysis data 9 ground reaction forces 10, EMG data 11 and comparison data 12 are recorded.
  • EMG data 11 is recorded in therapy step S1
  • X-ray images 13 and SSM (Statistic Shape Model) 14 are considered.
  • a “statistical shape model” is a static model of the bones that was calculated based on a large number of CT data. The SSM can recreate any bone by varying the descriptive parameters or eigenvalues.
  • a very good 3D reconstruction is obtained from the 2D information.
  • a second therapy step S2 which concerns the planning of the use of the implant system.
  • the phenotype is derived from the data from the first therapy step S1 and adopted directly into step S2 of the planning.
  • the data regarding the kinematics 15 correspond to the data processed from the first data device 2, which were recorded in therapy step S1.
  • the therapy step S2 takes into account the data regarding the demographics 8, which can be obtained both from the second data device 3 and directly from the first therapy step S1.
  • the image material 13 and 14 from therapy step S1 is transferred to therapy step S2 and stored and processed in a fourth data device 4.
  • step S2 of the planning data about the implant system is also relevant. Corresponding data of an implant type 17 and an implant size 18 are thus taken into account and stored in a third data device 5.
  • a third preoperative therapy step S3 which corresponds to the simulation of the use of the implant system, data relating to the kinematics 15, the phenotype 16 and the EMG data 11 are used from the first data device 2.
  • Data relating to the patient 7 and the demographics 8 are taken into account from the second data device 3.
  • the image materials 13 and 14 are processed in such a way as to provide a bone morphology 20 for the third therapy step S3.
  • the simulation S3 takes into account the aspects of the planning S2 as well as an implant orientation 19, the implant type 17 and the implant size 18.
  • the simulation S3 provides information about the interaction of the patient conditions based on the patient-specific kinematics data and the mechanical limits of the planned implant system to be used.
  • Therapy step S4 is an intraoperative step.
  • the implant system with the aspects of the implant type 17, the implant size 18 and the implant orientation 19 is inserted using the planning S2 and the simulation S3 using a navigation or robot system or the operation carried out.
  • the first data device 2 provides step S4 with data from a postoperative kinematics 22 and an intraoperative kinematics 23. Furthermore, in step S4, data regarding the patient's soft tissues 21 are taken into account.
  • a postoperative therapy step S5 takes into account the data about the patient 7 and the demographics 8 from the second data device 3, as well as data from the patient-specific kinematics 9, 10, 11 and 12 and the implant type 17 and the implant size 18.
  • the patient-specific Kinematics data for therapy step S5 result from the kinematics data recorded in therapy step S1, which are provided by the first data device 2, and the post- and intraoperative kinematics 22 and 23 used in therapy step S4.

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System einer integrierten Therapiekette (1) zur Planung und Durchführung eines Einsatzes eines vorbestimmten Implantatsystems, wobei die Therapiekette (1) prä-, intra- und postoperative Therapieschritte (S1, S2, S3, S4, S5) aufweist, mit: einer ersten Dateneinrichtung (2) zum Erfassen, Verarbeiten und Bereitstellen von patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11, 12, 15, 16, 22, 23), einer zweiten Dateneinrichtung (3) zum Erfassen, Verarbeiten und Bereitstellen von Patientendaten (7, 8), einer dritten Dateneinrichtung (5) zum Speichern und Bereitstellen von Daten des vorbestimmten Implantatsystems (17, 18, 19), und eine Steuerungseinheit (6) zum Steuern der Dateneinrichtungen (2, 3, 4, 5) und zum Durchführen der Therapieschritte (S1, S2, S3, S4, S5) basierend auf den vorstehenden Daten (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), die erste Dateneinrichtung (2) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um zumindest einen ersten und einen zweiten Datensatz bereitzustellen, wobei der erste Datensatz die aktuell erfassten patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11) aufweist, der zweite Datensatz zu den aktuell erfassten patientenindividuellen Kinematik-Daten ähnlich gelagerte Historiendaten (12) basierend auf älteren Einsätzen des vorbestimmten Implantatsystems aufweist, und der zweite Datensatz dazu ausgebildet und vorgesehen ist, um den ersten Datensatz zu ergänzen. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur präoperativen Vorbereitung einer Operation zum Einsetzen eines Implantatsystems.

Description

Integrierte Therapiekette Beschreibung Technisches Gebiet Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System einer integrierten Therapiekette zur Planung und Durchführung eines Einsatzes eines vorbestimmten Implantatsystems, wobei die Therapiekette prä-, intra- und postoperative Therapieschritte aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur präoperativen Vorbereitung einer Operation zum Einsetzen eines Implantatsystems. Hintergrund der Offenbarung Stand heute werden bei einer operativen Planung beispielsweise einer Total Endoprothese, insbesondere einer Total Knieendoprothese lediglich Röntgen- oder CT- bzw. MRT-Bilder verwendet. Meist findet im Vorfeld eine qualitative Untersuchung der Gelenkfunktion durch den behandelnden Arzt statt. Daher basieren präoperative Planungen von Eingriffen dieser Art aktuell üblicherweise einzig und allein auf den anatomischen Verhältnissen bzw. der Anatomie des Patienten auf der einen Seite sowie Implantat-Abmessungen auf der anderen Seite. Die vom Hersteller definierten Gewichtsbeschränkungen des Patienten für spezielle Implantat-Größen gilt es hier zu berücksichtigen. Die Angabe einer Gewichtsbeschränkung als einziger Parameter für die Auswahl des Implantats ist jedoch regelmäßig zu einseitig und ungenau. Dies führt daher häufig zu Beschwerden des Patienten nach dem Einsetzen des Implantats, da das Implantat nicht die Anforderungen des Patienten korrekt und umfassend abdeckt, insbesondere die mechanischen Grenzen werden des Öfteren überschritten und können zu schwerwiegenden Komplikationen im weiteren Verlauf führen. In anderen Worten führt eine suboptimale Ausrichtung bzw. ein suboptimaler Implantattyp dazu, dass die Funktionalität nicht wiederhergestellt wird/ -herstellbar ist und daher zu schmerzen führen kann, insbesondere, wenn die optimale Anpassung zur Weichteilsituation des Patienten nicht gegeben ist. Daher ist es oft von Nachteil, dass in den meisten Behandlungsfällen die Besonderheiten und Grenzen des verwendeten Implantatsystems nicht berücksichtigt werden können. Vor allem das Zusammenspiel zwischen durch den Patienten gegebene, nicht beeinflussbare Gegebenheiten und dem eingesetzten Implantatsystem wird nicht ausgiebig betrachtet. Das liegt insbesondere darin begründet, dass dem Arzt derzeit keinerlei Informationen zur Verfügung stehen, um zu beurteilen, ob seine Ausrichtungstechnik, welche empirisch gut zu funktionieren scheint, mechanisch sicher ist und daher auch langfristig die bessere bzw. beste Lösung ist. Dies ist insbesondere dahingehend relevant, als dass nicht alle Patienten die gleiche Behandlung benötigen, und auf einige Faktoren, insbesondere bei der Operation bzw. Rehabilitation, lediglich reagiert statt agiert werden kann. Kurzbeschreibung der Offenbarung Es ist die objektiv technische Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein System einer integrierten Therapiekette bereitzustellen, welche im Wesentlichen alle, zumindest die kalkulierbaren Eventualitäten berücksichtigt, um so die patientenindividuelle Versorgung vor, während und nach der Operation/ dem Eingriff zu verbessern und die Patientenzufriedenheit zu erhöhen. Eine weitere Aufgabe ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen oder zumindest zu mindern. Die vorstehende Aufgabe wird durch den Offenbarungsgegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Im Konkreten wird die vorstehende Aufgabe gelöst durch ein elektronisches System (Einrichtung) mit einer integrierten Therapiekette zur Planung und Durchführung eines Einsatzes eines vorbestimmten oder auswählbaren Implantatsystems, vorzugsweise bei einer Knie Endoprothese, Schulter Endoprothese oder Hüft Endoprothese, wobei die Therapiekette prä-, intra- und postoperative Therapieschritte aufweist. Die Auswahl des Implantatsystems kann Teil der Therapiekette sein. Basierend auf Daten, z.B. Patientenkinematic, Implanatgrenzen, Simulation und weiteren Randbedingungen kann das für den Patienten beste Implantatsystem und der für den Patienten beste Implantattyp ausgewählt werden. Alternativ kann unter dem Begriff Implantatsystem auch ein einzusetzendes Kreuzband, eine Tibia Osteotomie oder ähnliches verstanden werden. Das offenbarungsgemäße elektronische System (Einrichtung) hat eine erste Dateneinrichtung zum Erfassen, Verarbeiten und Bereitstellen von patientenindividuellen Kinematik-Daten, eine zweite Dateneinrichtung zum Erfassen, Verarbeiten und Bereitstellen von Patientendaten, vorzugsweise eine vierte Dateneinrichtung zum Speichern, Verarbeiten und Bereitstellen von Bildmaterial, eine dritte Dateneinrichtung zum Speichern und Bereitstellen von Daten des bestimmten oder aus einer Anzahl auswählbarer Implantatsysteme /ausgewählten Implantatsystems, und eine Steuerungseinheit zum Steuern der Dateneinrichtungen und zum Durchführen der Therapieschritte basierend auf den vorstehenden Daten, die erste Dateneinrichtung (2) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um zumindest einen ersten und einen zweiten Datensatz bereitzustellen, wobei der erste Datensatz die aktuell erfassten patientenindividuellen Kinematik-Daten aufweist, der zweite Datensatz zu den aktuell erfassten patientenindividuellen Kinematik-Daten ähnlich gelagerte Historiendaten basierend auf älteren Einsätzen des bestimmten/auswählbaren Implantatsystems aufweist, und der zweite Datensatz dazu ausgebildet und vorgesehen ist, um den ersten Datensatz mit Erfahrungswerten aus den Historiendaten zu ergänzen. In anderen Worten betrifft die vorliegende Offenbarung eine technische/elektronische Lösung für eine integrierte Therapiekette zur Verbesserung der patientenindividuellen Versorgung mit einer Total Endoprothese, vorzugsweise eine Knie Endoprothese, sowie die daran anschließende Rehabilitationsmaßnahme. Erfasst und berücksichtigt werden bei dieser Lösung sowohl präoperative als auch intra- und postoperative, patientenindividuelle Daten. Präoperativ kann auch die Wahl des optimalen OP-Zeitpunkts Teil der Therapiekette sein. Basierend auf der Diagnose, dem Arthrosegrad, dem muskulären und koordinativen Zustand des Patienten sowie weiteren Parametern kann der beste Zeitpunkt (nicht zu früh, aber auch nicht zu spät) bestimmt werden. Ebenso können evtl. förderliche Prärehabilitationsmaßnahmen als Vorbereitung auf die OP und zur Beschleunigung der postoperativen Rehabilitation bestimmt werden. Das heißt es werden im Unterschied zum Stand der Technik und im Rahmen der orthopädischen Operations-Planung patientenindividuelle Kinematik, demografische Daten (des Patienten) und OP-Ergebnisse aus vorherigen, vergleichbaren Fällen berücksichtigt (eingerechnet), um so auch die Besonderheit und Grenzen des zu verwendenden Implantatsystems zu berücksichtigen. Vor dem Hintergrund wird gemäß der vorliegenden Offenbarung ein integrativer Ansatz verfolgt, bei welchem schrittweise die notwendigen Daten für den, bzw. bezüglich des einzelnen Patienten erfasst, verarbeitet und bereitgestellt werden. Das heißt, dass die patientenindividuellen Informationen mit Erfahrungswerten aus vorausgegangenen, vergleichbaren Fällen ergänzt/ optimiert/ angereichert werden. Hierbei wird untersucht, mit welcher präoperativen Planung und intraoperativ umgesetzten Implantat-Auswahl und Implantat-Position, bei vergleichbaren Patienten bisher das beste Ergebnis erzielt wurde. Zusätzlich werden potentielle Risiken für die Therapie (z.B. Dauer der Anästhesie) und das Implantat (z.B. Körpergewicht), die sich aus der Anamnese ergeben, aufgezeigt und Möglichkeiten zur Risikominimierung dargestellt. Dies beinhaltet neben anderen Daten auch die prä-, intra- und postoperative Erfassung der patientenindividuellen Kinematik über geeignete und aus dem Stand der Technik bekannte Methoden. Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden in den Unteransprüchen definiert und nachfolgend näher beschrieben. Es ist von Vorteil, wenn die prä-, intra- und postoperativen, patientenindividuellen Daten über Systemgrenzen hinweg schrittweise kombinierbar, anreicherbar/ ergänzbar und zur Therapieoptimierung verwendbar sind. Unter „ergänzbar/ anreicherbar“ ist zu verstehen, dass die bereits vorhandenen Daten, mit bereits vorhandenen, insbesondere vergleichbaren Daten, unterfüttert bzw. angereichert werden, um Erfahrungswerte früherer Fälle in die Planung und Durchführung der Operation einfließen zu lassen. Es ist bevorzugt, wenn die präoperativen Therapieschritte das Durchführen einer intelligenten Beweglichkeitsanalyse zum Erfassen von patientenindividuellen Kinematik- Daten, eine Planung sowie eine Simulation des Einsatzes des Implantatsystems aufweist, der intraoperative Therapieschritt das Durchführen des Einsatzes des Implantatsystems aufweist, und der postoperative Therapieschritt eine Rehabilitation aufweist. Es ist vorteilhaft, wenn der präoperative Therapieschritt der intelligenten Beweglichkeitsanalyse, vorzugsweise Ganganalyse, dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um die patientenindividuellen Kinematik-Daten sowie die Patientendaten zu erfassen und in den entsprechenden Dateneinrichtungen zu verarbeiten. Es ist von Vorteil, wenn die erste Dateneinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet sind, um aus den patientenindividuellen Kinematik-Daten eine Kinematik und einen Phänotyp zu bestimmen. Aus den patientenindividuellen Kinematik-Daten lässt sich der Phänotyp des Patienten, demografische Daten und Information über Vorerkrankungen zum Patienten sowie dessen individuelles Anforderungsprofil, wie Sport, Alltag, Arbeitstätigkeit ableiten. Es ist bevorzugt, wenn das System eine vierte Dateneinrichtung zum Speichern, Verarbeiten und Bereitstellen von Bildmaterial aufweist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der präoperative Therapieschritt der intelligenten Beweglichkeitsanalyse dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um auch das Bildmaterial zu erfassen und in der entsprechenden Dateneinrichtung zu verarbeiten. Es ist bevorzugt, wenn der präoperative Therapieschritt der Planung zum Einsetzen des Implantatsystems dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um basierend auf den verarbeiteten Daten der ersten, zweiten und vierten Dateneinrichtungen und den Daten der dritten Dateneinrichtung zumindest den Implantat-Typ und die Implantat- Größe zu bestimmen. In anderen Worten erfolgt mit der vorangegangenen holistischen Betrachtung des Falles eine Operationsplanung hinsichtlich Implantat-Auswahl und Implantat- Positionierung. Es ist von Vorteil, wenn die vierte Dateneinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um basierend auf dem Bildmaterial eine Knochen-Morphologie zu bestimmen. Es ist von Vorteil, wenn der präoperative Therapieschritt der Simulation zum Einsetzen des Implantatsystems dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um basierend auf der vorausgegangenen Planung, der Knochen-Morphologie und einer Implantat- Ausrichtung mechanische Grenzen des vorbestimmten Implantatsystems zu testen. In dieser anschließenden Simulation wird die so erfolgte Planung, unter Berücksichtigung der vorliegenden Patientendaten und unter Betrachtung der mechanischen Grenzen des geplanten Implantatsystems, überprüft. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Simulation dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um Belastungen auf das Implantat aufzubringen, welche der Kinematik des Patienten unter Betrachtung seines Körpergewichts, seiner Anatomie, seines Kinematik-Phänotyps und der zuvor vom Arzt erstellten Implantat-Planung entsprechen, um wenn die mechanischen Grenzen des Implantatsystems zu keinem Zeitpunkt im Belastungszyklus überschritten werden, die Planung für die intra-operative Umsetzung freizugeben. Anderenfalls ist es bevorzugt, wenn die Simulation ergibt, dass die mechanischen Grenzen zumindest einmal überschritten wurden, das System Vorschläge zur Planungsänderung macht, mit dem Ziel, die mechanischen Grenzen des Implantatsystems einzuhalten und, im Idealfall, die Kinematik derart zu rekonstruieren, um zur höchsten Patientenzufriedenheit für diesen Phänotyp zu führen. Es ist bevorzugt, wenn der intraoperative Therapieschritt der Durchführung des Einsetzens des vorbestimmten Implantatsystems dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um die Planung basierend auf der Simulation unter Verwendung eines Navigations- oder Robotersystems umzusetzen. In anderen Worten wird unter Verwendung eines Navigations- oder Robotersystems die Planung anschließend intraoperativ umgesetzt. Die Planung kann auch als Teil des Navigations-/Robotiksystems integriert werden. Dies hat den Effekt, dass auf intraoperative Begebenheiten und zum Beispiel die patientenindividuelle Weichteilsituation in der Simulation eingegangen werden kann. Auch ein intraoperativer Wechsel des Implantatsystems kann auf diese Weise berücksichtigt werden. Es ist vorteilhaft, wenn der postoperative Therapieschritt zur Durchführung der Rehabilitation basierend auf den patientenindividuellen Kinematik-Daten der ersten Datensicherheit und eines präoperativen Anforderungsprofils entsprechend anpassbar ist. Basierend auf dem Wissen über die patientenindividuelle Kinematik und das präoperative Anforderungsprofil können die sich anschließenden Rehabilitationsmaßnahmen entsprechend angepasst werden. Anhand der intelligenten Bewegungsanalyse, insbesondere Ganganalyse, kann die Rehabilitation, auch auf Distanz, verfolgt, betreut und individualisiert werden. Die Daten aus der Rehabilitation sowie die postoperative Kinematik des Patienten kann wiederum erfasst und zur Optimierung des weiteren Simulationsmodells und der präoperativen Planung verwendet werden. Hierdurch wird das System fortlaufend kontrolliert und verbessert. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur präoperativen Vorbereitung einer Operation zum Einsetzen eines Implantatsystems, mit den folgenden Schritten: - Erfassen von patientenindividuellen Daten, insbesondere kinematische Daten, allgemeine Patientendaten und patientenindividuelle Bildmaterial (S1); - Anreichern der patientenindividuellen Daten, insbesondere kinematische Daten, mit Vergleichsdaten; - Bestimmen eines Phenotyps des Patienten basierend auf den patientenindividuellen Daten, insbesondere den kinematischen Daten; - Durchführen einer Planung hinsichtlich Implantatauswahl und Implantatpositionierung basierend auf den angereicherten patientenindividuellen Daten sowie den Informationen zu dem Implantatsystem (S2); und - Durchführen einer Simulation zur Überprüfung der Planung bezüglich mechanischer Grenzen des Implantatsystems unter Berücksichtigung der patientenindividuellen Daten (S3); - Freigabe der präoperativen Planung, wenn mechanische Grenzen des Implantatsystems nicht überschritten wurden oder Vorschläge zur Planänderung, um die mechanischen Grenzen des Implantatsystems einzuhalten. Derselbe Ablauf bzw. das vorstehende System lässt sich auch auf die Versorgung anderer Gelenke, wie zum Beispiel der Hüfte oder Schulter anwenden. Des Weiteren kann die beschriebene Anwendung durch Berücksichtigung weiterer Parameter, zum Beispiel aus anderen Gelenken erweitert werden. So kann zum Beispiel das muskuloskeletale Modell des Knies um knöcherne Strukturen von Sprunggelenk und Hüfte bzw. Becken und die entsprechenden Muskelkräfte erweitert werden. Ferner sind Anwendungen im Bereich der Wirbelsäulenchirurgie bevorzugt. Auch hier kann ein muskuloskeletales Modell einzelner Wirbelsäulensegmente oder auch der gesamten Wirbelsäule, ggf. inklusive Becken, für die Simulation verwendet werden. Darüber hinaus können in einer weiteren Ausführungsform konservative Behandlungen von Gelenkbeschwerden ohne die Verwendung von Implantaten betrachtet werden. Exemplarisch sei hier eine Kreuzband-Rekonstruktion oder eine Tibia Osteotomie aufgeführt. Vor allem bei der HTO (hohe Tibia Osteotomie) kann die Simulation des Korrekturwinkels das langfristige Ergebnis verbessern. Zusammenfassend ist es ein Vorteil des erfindungsgemäßen Systems, dass eine pre-/ post- und intra-operative Kinematik berücksichtigbar ist, um so individuell für jeden Patienten die beste Eingriffs-Lösung zu finden. Schließlich betrifft die vorliegende Offenbarung ein Speichermedium, auf welchem die vorstehenden Verfahrensschritte abgelegt sind. Kurzbeschreibung der Figur Fig.1 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Ablaufschemas des Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung auf der Basis der zugehörigen Figur beschrieben. Fig.1 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Ablaufschemas des Systems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. In einem ersten Therapieschritt S1 der präoperativen Vorbereitung zur Durchführung eines Einsatzes eines vorbestimmten Implantatsystems, handelt es sich um die Erfassung verschiedener Daten, insbesondere einer intelligenten Beweglichkeitsanalyse, vorzugsweise einer intelligenten Ganganalyse. In dem Therapieschritt S1 gemäß Fig.1 werden Daten über den Patienten 7 und über die Demografie 8 in einer zweiten Dateneinrichtung 3 erfasst. In einer ersten Dateneinrichtung 2 werden Beweglichkeitsanalyse-Daten 9, Bodenreaktionskräfte 10, EMG-Daten 11 und Vergleichsdaten 12 erfasst. Darüber hinaus werden im Therapieschritt S1 Röntgenbilder 13 und SSM (Statistic Shape Model) 14 betrachtet. Unter einem „Statistic Shape Model“ ist ein statisches Modell der Knochen zu verstehen, welches basierend auf einer Vielzahl von CT-Daten errechnet wurde. Das SSM kann durch variieren der beschreibenden Parameter bzw. Eigenwerte jeden Knochen nachbilden. Das heißt, wenn das 3D-SSM an die Kontur aus dem 2D- Röntgenbild angepasst wird, erhält man so eine sehr gute 3D-Rekonstruktion aus den 2D-Informationen. In einem zweiten Therapieschritt S2, welcher die Planung des Einsatzes des Implantatsystems betrifft, werden Daten der Kinematik 15 und des Phänotyps 16 verwendet. Der Phänotyp wird hierbei abgeleitet aus den Daten des ersten Therapieschritts S1 und direkt in den Schritt S2 der Planung übernommen. Die Daten bezüglich der Kinematik 15 entsprechen den aus der ersten Dateneinrichtung 2 verarbeiteten Daten, welche in Therapieschritt S1 erfasst wurden. Ferner berücksichtigt der Therapieschritt S2 die Daten bezüglich der Demografie 8, welche sowohl aus der zweiten Dateneinrichtung 3 als auch direkt aus dem ersten Therapieschritt S1 beziehbar sind. Das Bildmaterial 13 und 14 aus Therapieschritt S1 wird in Therapieschritt S2 übernommen und in einer vierten Dateneinrichtung 4 gespeichert und verarbeitet. In dem Schritt S2 der Planung sind ferner Daten über das Implantatsystem relevant. Somit werden entsprechende Daten eines Implantat-Typs 17 und einer Implantat-Größe 18 berücksichtigt und in einer dritten Dateneinrichtung 5 gespeichert. In einem dritten präoperativen Therapieschritt S3, welcher der Simulation des Einsatzes des Implantatsystems entspricht, werden aus der ersten Dateneinrichtung 2 Daten bezüglich der Kinematik 15, des Phänotyps 16 und die EMG-Daten 11 verwendet. Aus der zweiten Dateneinrichtung 3 werden Daten bezüglich des Patienten 7 und der Demografie 8 berücksichtigt. In der vierten Dateneinrichtung 4 werden die Bildmaterialien 13 und 14 derart verarbeitet, um dem dritten Therapieschritt S3 eine Knochen-Morphologie 20 bereitzustellen. Die Simulation S3 berücksichtigt die Aspekte der Planung S2 sowie eine Implantat-Ausrichtung 19, den Implantat-Typ 17 und die Implantat-Größe 18. Die Simulation S3 gibt Aufschluss über das Zusammenspiel der Patientengegebenheiten basierend auf den patientenindividuellen Kinematik-Daten und den mechanischen Grenzen des geplanten, einzusetzenden Implantatsystems. Der Therapieschritt S4 ist ein intraoperativer Schritt. In S4 wird das Implantatsystem mit den Aspekten des Implantat-Typs 17, der Implantat-Größe 18 und der Implantat-Ausrichtung 19 unter Verwendung der Planung S2 und der Simulation S3 mittels eines Navigations- oder Robotersystems eingesetzt bzw. die Operation durchgeführt. Die erste Dateneinrichtung 2 stellt dem Schritt S4 Daten einer postoperativen Kinematik 22 und einer intraoperativen Kinematik 23 zur Verfügung. Ferner werden in Schritt S4 Daten bezüglich der Weichteile 21 des Patienten berücksichtigt. Ein postoperativer Therapieschritt S5 berücksichtigt für Rehabilitationsmaßnahmen die Daten über den Patienten 7 und der Demografie 8 aus der zweiten Dateneinrichtung 3, sowie Daten der patientenindividuellen Kinematik 9, 10, 11 und 12 und des Implantat-Typs 17 sowie der Implantat-Größe 18. Die patientenindividuellen Kinematik-Daten für den Therapieschritt S5 ergeben sich aus den in Therapieschritt S1 erfassten Kinematik-Daten, welche von der ersten Dateneinrichtung 2 bereitgestellt werden, und den in Therapieschritt S4 verwendeten post- und intraoperativer Kinematik 22 und 23.
Bezugszeichenliste Integrierte Therapiekette erste Dateneinrichtung zweite Dateneinrichtung vierte Dateneinrichtung dritte Dateneinrichtung Steuerungseinheit Patient Demografie Beweglichkeitsanalyse-Daten Bodenreaktionskräfte EMG-Daten Historiendaten Röntgenbild SSM Kinematik Phänotyp Implantat-Typ Implantat-Größe Implantat-Ausrichtung Knochen-Morphologie Weichteile Postoperative Kinematik Intraoperative Kinematik

Claims

Ansprüche 1. System einer integrierten Therapiekette (1) zur Planung und Durchführung eines Einsatzes eines bestimmten oder auswählbaren Implantatsystems, wobei die Therapiekette (1) prä-, intra- und postoperative Therapieschritte (S1, S2, S3, S4, S5) aufweist, mit: - einer ersten Dateneinrichtung (2) zum Erfassen, Verarbeiten und Bereitstellen von aktuellen patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11, 12, 15, 16, 22, 23), - einer zweiten Dateneinrichtung (3) zum Erfassen, Verarbeiten und Bereitstellen von aktuellen Patientendaten (7, 8), - einer dritten Dateneinrichtung (5) zum Speichern und Bereitstellen von Daten des bestimmten oder auswählbaren Implantatsystems (17, 18, 19), und - eine Steuerungseinheit (6) zum Steuern der Dateneinrichtungen (2, 3, 4, 5) und zum Durchführen der Therapieschritte (S1, S2, S3, S4, S5) basierend auf den vorstehenden Daten (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dateneinrichtung (2) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um zumindest einen ersten und einen zweiten Datensatz bereitzustellen, wobei der erste Datensatz die aktuell erfassten patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11) aufweist, der zweite Datensatz zu den aktuell erfassten patientenindividuellen Kinematik- Daten ähnlich gelagerte Historiendaten (12) basierend auf älteren oder früheren Einsätzen des bestimmten oder auswählbaren Implantatsystems aufweist, und der zweite Datensatz dazu ausgebildet und vorgesehen ist, um den ersten Datensatz mit Erfahrungswerten aus den Historiendaten (12) zu ergänzen. 2. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die präoperativen Therapieschritte (S1, S2, S3) das Durchführen einer intelligenten Beweglichkeitsanalyse (S1) zum Erfassen von patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11, 12, 15, 16), eine Planung (S2) sowie eine Simulation (S3) des Einsatzes des Implantatsystems aufweist, - der intraoperative Therapieschritt (S4) das Durchführen des Einsatzes des Implantatsystems aufweist, und - der post-operative Therapieschritt (S5) eine Rehabilitation aufweist. 3. System gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der präoperative Therapieschritt (S1) der intelligenten Beweglichkeitsanalyse, vorzugsweise Ganganalyse, dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um die patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11, 12) sowie die Patientendaten zu erfassen und in den entsprechenden Dateneinrichtungen (2, 3) zu verarbeiten. 4. System gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dateneinrichtung (2) dazu vorgesehen und ausgebildet sind, um aus den patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11, 12) eine Kinematik (15) und einen Phänotyp (16) zu bestimmen. 5. System gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine vierte Dateneinrichtung (4) zum Speichern, Verarbeiten und Bereitstellen von Bildmaterial (13, 14, 20) aufweist. 6. System gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der präoperative Therapieschritt (S1) der intelligenten Beweglichkeitsanalyse dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um auch das Bildmaterial (13, 14, 20) zu erfassen und in der entsprechenden Dateneinrichtung (4) zu verarbeiten. 7. System gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der präoperative Therapieschritt (S2) der Planung zum Einsetzen des Implantatsystems dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um basierend auf den verarbeiteten Daten (8, 13, 14, 15, 16) der Dateneinrichtungen (2, 3, 4) und den Daten der dritten Dateneinrichtung (5) zumindest den Implantat-Typ (17) und die Implantat-Größe (18) zu bestimmen. 8. System gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Dateneinrichtung (4) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um basierend auf dem Bildmaterial (13, 14) eine Knochen-Morphologie (20) zu bestimmen. 9. System gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der präoperative Therapieschritt (S3) der Simulation zum Einsetzen des Implantatsystems dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um basierend auf der vorausgegangenen Planung (S2), der Knochen-Morphologie (20) und einer Implantat-Ausrichtung (19) mechanische Grenzen des vorbestimmten Implantatsystems zu testen. 10. System gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der intraoperative Therapieschritt (S4) der Durchführung des Einsetzens des vorbestimmten Implantatsystems dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um die Planung (S2) basierend auf der Simulation (S3) unter Verwendung eines Navigations- oder Robotersystems umzusetzen. 11. System gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der postoperative Therapieschritt (S5) zur Durchführung der Rehabilitation basierend auf den patientenindividuellen Kinematik-Daten (9, 10, 11, 12) der ersten Dateneinrichtung (2) und eines präoperativen Anforderungsprofils entsprechend anpassbar ist. 12. Verfahren zur präoperativen Vorbereitung einer Operation zum Einsetzen eines Implantatsystems, mit den folgenden Schritten: - Erfassen von patientenindividuellen Daten, insbesondere kinematische Daten, allgemeine Patientendaten und patientenindividuelle Bildmaterial (S1); - Anreichern der patientenindividuellen Daten, insbesondere kinematische Daten, mit Vergleichsdaten; - Bestimmen eines Phenotyps des Patienten basierend auf den patientenindividuellen Daten, insbesondere den kinematischen Daten; - Durchführen einer Planung hinsichtlich Implantatauswahl und Implantatpositionierung basierend auf den angereicherten patientenindividuellen Daten sowie den Informationen zu dem Implantatsystem (S2); und - Durchführen einer Simulation zur Überprüfung der Planung bezüglich mechanischer Grenzen des Implantatsystems unter Berücksichtigung der patientenindividuellen Daten (S3); - Freigabe der präoperativen Planung, wenn mechanische Grenzen des Implantatsystems nicht überschritten wurden oder Vorschläge zur Planänderung, um die mechanischen Grenzen des Implantatsystems einzuhalten.
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