NO315217B1

NO315217B1 - System og fremgangsmåte for utarbeidelse og overföring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser

Info

Publication number: NO315217B1
Application number: NO20020647A
Authority: NO
Inventors: Are Funderud
Original assignee: Scandinavian Customized Prosth
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-07-28
Also published as: NO20020647A; AU2003206269A1; US20050216305A1; WO2003065931A1; NO20020647D0

Description

TEKNISK OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører generelt fremstilling av pasienttilpassede proteser. Med proteser skal forstås forskjellige typer proteser, spesielt kirurgiske implantater slik som femurproteser. Oppfinnelsen er på ikke begrensende måte illustrert i forbindelse med pasienttilpassede femurproteser for bruk ved hofteoperasjon.

Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner -for pasienttilpassede proteser, hvor fremgangsmåten utføres av en serverdatamaskin i et nettverk. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, hvor fremgangsmåten utføres av en klientdatamaskin i et nettverk. Oppfinnelsen vedrører dessuten anordninger for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, i form av henholdsvis en server- og klientdatamaskin i et nettverk, samt et system for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Fig. 1 illustrerer skjematisk forløpet (trinnene A-D) for en konvensjonell hofteoperasjon. Forløpet består i først (trinnene A-B) å kappe bort hoftekula (caput), for deretter (trinn C) å bore ut en kavitet i bekkenbenet. I bekkenbenet blir det plassert (trinn D) en skålkomponent ("acetabulum prosthesis"). Videre blir lårbenskanalen utraspet. I den utraspede lårbeinskanal blir det satt ned en femurkomponent ("femur prosthesis"). På femurkomponenten blir det montert en caputprotese ("ball head"). Deretter blir det kunstige leddet montert sammen.

I forbindelse med slike hofteoperasjoner er det et behov for pasienttilpassede proteser.

Fig. 2 illustrerer øverst fem eksempler på standard-femurproteser, og nederst fem eksempler på pasienttilpassede femurproteser. Fordeler ved individuelt tilpassede femurproteser er at intramedullær tilpasning (dvs. tilpasning av den delen av protesen som anbringes inne i margkanalen) gir stabilitet og optimal lastoverføring til beinet, og at ekstramedullær tilpasning (dvs. tilpasning av den del av protesen som skal befinne seg utenfor margkanalen) sørger for full frihet til å oppnå et biomekanisk optimalt hofteledd.

Produksjonsprosessen for en pasienttilpasset femurprotese har i samsvar med den tidligere kjente teknikk følgende forenklede forløp: - Lege (ortoped) velger å bruke en pasienttilpasset protese på sin pasient og fyller ut bestillingsskjema og rekvirerer for CT- (Computer Tomography-) scanning. - Bestillingen og CT-bilder mottas og et 3D (tredimensjonalt) designutkast utarbeides. - Designutkastet blir sendt tilbake til ortopeden, som godkjenner designutkastet og gjør valg av forskjellige parametre. Alternativt vil ortopeden forkaste designutkastet og gi en begrunnelse for avgjørelsen. Ifølge den kjente teknikken gjøres dette ved at eget hefte med utskrifter og sjablonger utarbeides og sendes med post til ortopeden. - Endelig design blir utformet og protese blir fysisk fremstilt, pakket, sterilisert og levert.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Oppfinnelsen har som hensikt å tilveiebringe løsninger hvor kommunikasjonen mellom de forskjellige ledd i en produksjonsprosess for proteser er betydelig forenklet, hvor ortopeden kan arbeide direkte pa utkastet, og hvor ortopeden mottar automatiske tilbakemeldinger om utkastet.

En annen hensikt er å tilveiebringe et effektivt støtteverktøy for en ortopeds beslutningsprosesser i forbindelse med utarbeidelse av pasienttilpassede proteser, spesielt i forbindelse med pasienttilpassede femurproteser for bruk ved hofteoperasjon.

De ovenstående hensikter og andre fordeler oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte som angitt i det etterfølgende krav 1, en fremgangsmåte som angitt i det etterfølgende krav 5, en anordning som angitt i det etterfølgende krav 7, en anordning som angitt i det etterfølgende krav 10, og et system som angitt i det etterfølgende krav 11.

Ytterligere hensikter og andre fordeler oppnås ved de trekk som fremgår av de uselvstendige krav.

Løsningen i samsvar med oppfinnelsen innebærer en rekke tekniske fordeler, herunder et mer pålitelig, raskt, effektivt og interaktivt forløp for informasjonsutveksling i prosessen med planlegging, utvikling og fremstilling av en protese.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i form av et eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger, der

fig. 1 illustrerer trinnene i en hofteoperasjon,

fig. 2 viser eksempler på standardiserte og pasienttilpassede femurproteser,

fig. 3 er et skjematisk blokkskjema for et system i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 4 er et flytskjema for en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen, for utførelse av en serverdatamaskin i systemet,

fig. 5 er et flytskjema for en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen, for utførelse av en klientdatamaskin i systemet. Fig. 1 og 2 er allerede omtalt i det ovenstående, i avsnittet "Bakgrunn for oppfinnelsen": Fig. 3 er et skjematisk blokkskjema for et system i samsvar med oppfinnelsen.

Systemet omfatter en serverdatamaskin 10, en klientdatamaskin 12, en diagnoseenhet 13, en frem stil lingsenhet 14, som hver for seg er tilknyttet et kommunikasjonsnettverk 11 slik som Internett.

Serverdatamaskinen 10 er videre tilknyttet en behandlingsenhet 15 og en database 16. Fortrinnsvis, og som illustrert i fig. 3, er behandlingsenheten 15 og databasen 16 tilknyttet serverdatamaskinen 10 lokalt, dvs. uavhengig av nettverket 11.

Serverdatamaskinen 10 omfatter en styringsenhet, en inngangs-Aitgangsenhet, en prosesseirngsenhet og en minneenhet. Minneenheten er innrettet til å lagre informasjon som overføres til og fra inngangs- hhv. utgangsenheten, og styringsenheten er innrettet til å styre dataflyt mellom inngangseriheten, utgangsenheten, prosesseringsenheten og minneenheten. Styringsenheten er videre innrettet for å utføre en fremgangsmåte som videre er illustrert og beskrevet i detalj nedenfor med henvisning til fig. 4.

Klientdatamaskinen 12 er tiltenkt å anvendes av en ortoped. Den omfatter en styringsenhet, en inngangs-Aitgangsenhet, en prosesseringsenhet og en minneenhet. Minneenheten er innrettet til å lagre informasjon som overføres til og fra inngangs-hhv. utgangsenheten, og styringsenheten er innrettet til å styre dataflyt mellom inngangsenheten, utgangsenheten, prosesseringsenheten og minneenheten. Styringsenheten er videre innrettet for å utføre en fremgangsmåte som videre er illustrert og beskrevet i detalj nedenfor med henvisning til fig. 5.

Diagnoseenheten 13 er innrettet for å tilveiebringe diagnoseinformasjon om pasienten, for derved å fremskaffe et digitalt underlag for anvendelse i utarbeidelsen av utkastet til proteseutforming. Nærmere bestemt er diagnoseenheten innrettet for å utarbeide diagnoseinformasjon basert på kartleggingsmålinger utført på pasienten, slik som CT-bilder. Diagnoseenheten 13 er videre innrettet for å overføre slik diagnoseinformasjon over nettverket 11.

Fremstillingsenheten 14 omfatter DAK- og DAP-systemer og produksjonsmaskiner for fremstilling av protesen. Den kan også omfatte løsninger for etterbehandling og pakking av protesen. ,

Behandlingsenheten 15 er innrettet for å utarbeide utkastet til proteseutforming, og for å lagre bestillingen i en ordredatåbase. Selv om behandlingsenheten 15 er illustrert som en separat enhet tilknyttet serverdatamaskinen 10, kan behandlingsenheten 15 med fordel utgjøres av prosesseringsenheten i serverdatamaskinen 10, og derved være en integrert del av serverdatamaskinen 10.

Databasen 16 inneholder bl.a. pasientinformasjon. Foretrukket er databasen 16 innrettet for å inneholde pasientinformasjon, diagnoseinformasjon, et utkast til utforming av protesen, en spesifikasjon mottatt fra klienten, fremstillingsparametre basert på spesifikasjonen for bruk av fremstillingsenheten ved fremstilling av protesen, og statusinformasjon for ordre. Statusinformasjonen for ordre tillater gruppering av ordrene i minst tre grupper: ordre med utkast under utarbeidelse, ordre som venter på spesifikasjon, ordre hvor protese er under fremstilling. Databasen kan utvides til å omfatte ytterligere to grupper av ordrer: ordre hvor protese, tilhørende rasper og operasjonsdokumentasjon er levert til kunde/sykehus og ordre hvor protese er operert inn i pasient av en operatør (trenger ikke være bestiller) med tilhørende data fra operasjon, slik som anvendt type, lengde og diameter på caputprotese, anvendt type og diameter på acetabulumkomponent, idet disse dataene registreres i systemet.

Fig. 4 er et flytskjema for en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen, for utførelse av serverdatamaskinen 10 i systemet illustrert i fig. 3. Fremgangsmåten starter ved blokken 20,og omfatter følgende databehandlingstrinn: Først utføres et bestillingsmottakelsestrinn 21, hvor serverdatamaskinen 10 over nettverket 11 mottar ved hjelp av inngangsenheten en bestilling fra en klientdatamaskin 12. Bestillingen omfatter informasjon vedrørende en pasient, herunder kliniske data.

Deretter utføres et diagnoseinformasjonsmottakelsestrinn 22, hvor serverdatamaskinen ved hjelp av inngangsenheten mottar diagnoseinformasjon for samme pasient fra diagnoseenheten 13, over nettverket 11.

Diagnoseinformasjonen omfatter typisk digitale røntgenbilder, CT-bilder osv.

Videre utføres et overføringstrinn 23 der den mottatte informasjonen overføres ved hjelp av utgangsenheten til en behandlingsenhet 15, hvor det genereres en ordre knyttet til den mottatte informasjonen, et utkast til proteseutforming og data for plassering av protesekomponenter basert på den mottatte informasjonen.

Utkastet til proteseutforming omfatter foretrukket intra- og ekstramedullære parametre. Dette er parametre knyttet til henholdsvis den intra- og ekstramedullære delen av protesen. Med den intramedullære del skal forstås den delen av protesen som fikseres til benet, og som ligger inne i margkanalen. Med den ekstramedullære del skal forstås den delen av protesen som rager ut av benet og som danner en forbindelse med en annen protesekomponent eller en annen kroppsdel.

Dernest utføres et utkastmottakelsestrinn 24 hvor serverdatamaskinen 10 mottar fra behandlingsenheten 15, ved hjelp av inngangsenheten, nevnte utkast til proteseutforming og nevnte data for plassering.

Deretter utføres utkastoversendelsestrinn 25, hvor utkastet oversendes over nettverket 11 ved hjelp av inngangsenheten til klientdatamaskinen 12.

Videre utføres et spesifikasjonsmottakelsestrinn 26, der en spesifikasjon mottas over nettverket fra klientdatamaskinen 12 ved hjelp av inngangsenheten, hvor spesifikasjonen er basert på det oversendte utkastet.

Endelig utføres et parameteroverføringstrinn 27, der fremstillingsparametre basert på spesifikasjonen overføres over nettverket 11 ved hjelp av utgangsenheten til en fremstillingsenhet 14, for fremstilling av protesen.

Fremgangsmåten avsluttes ved blokken 28.

Fig. 5 er et flytskjema for en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen, for utførelse av klientdatamaskinen 12 i systemet illustrert i fig. 3. Fremgangsmåten starter, ved blokken 30,og omfatter følgende databehandlingstrinn: Først utføres et pasientinformasjonsmottakelsestrinn 31, hvor klientdatamaskinen 12 mottar input fra en sluttbruker slik som en ortoped, om informasjon vedrørende en pasient.

Deretter utføres et bestillingsutarbeidelsestrinn 32, hvor det ved hjelp av prosesseringsenheten i klientdatamaskinen 12 utarbeides en bestilling på protese, hvor bestillingen omfatter informasjon vedrørende pasienten, og hvor informasjonen omfatter kliniske data for pasienten.

Videre utføres et bestillingsoversendelsestrinn 33, hvor bestillingen

oversendes ved hjelp av utgangsenheten til serverdatamaskinen 10.

Dernest utføres i klientdatamaskinen 12 et utkastmottakelsestrinn 34, omfattende å motta fra serverdatamaskinen 10 og ved hjelp av inngangsenheten et utkast til proteseutforming og data for plassering av protesekomponenter, basert på opplysningene i bestillingen og anatomisk/biomekanisk vurdering fra diagnoseenheten 13.

Deretter utføres i klientdatamaskinen 12 et spesifikasjonsutarbeidelsestrinn 35, hvor en spesifikasjon basert på det mottatte utkastet utarbeides ved hjelp av prosesseringsenheten i klientdatamaskinen 12.

Endelig utføres i klientdatamaskinen 12 et spesifikasjonsoversendelsestrinn 36, omfattende å oversende, ved hjelp av utgangsenheten, spesifikasjonen til serverdatamaskinen 10.

Foretrukket omfatter fremgangsmåten også et diagnoseinformasjonsmottakelsestrinn, hvor diagnoseinformasjon mottas til inngangsenheten i klientdatamaskinen 12, basert på kartieggingsmålinger utført på pasienten, f.eks. CT-bilder, for mer nøyaktig utarbeidelse av pasienttilpassede spesifikasjoner.

Fremgangsmåten som utføres av klientdatamaskinen 12 omfatter med fordel en interaktiv komponent utviklet som en Flash- eller Java-komponent.

Kommunikasjonen mellom klientdatamaskinen 12 og serverdatamaskinen 10

foregår via nettverket 11, slik som Internett.

Det vil innses at oppfinnelsen løser en rekke tekniske problemer knyttet til problemene med å forbedre tidligere kjente løsninger for utarbeidelse bg overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser.

Fagfolk vil innse at mange alternativer og variasjoner kan gjøres innenfor oppfinnelsens rekkevidde, slik den er definert i de etterfølgende patentkrav og deres ekvivalenter.

Claims

1. Fremgangsmåte for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, for eksekvering av en styringsenhet i en serverdatamaskin (10) som videre omfatter en inngangs/utgangsenhet, en prosesseirngsenhet og en minneenhet, hvor minneenheten er innrettet til å lagre informasjon som overføres til og fra inngangs- hhv. utgangsenheten, og hvor styringsenheten er innrettet til å styre dataflyt mellom inngangsenheten, utgangsenheten, prosesseringsenheten og minneenheten, .karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende databehandlingstrinn:

(21) å motta ved hjelp av inngangsenheten en bestilling fra en klientdatamaskin (12), hvor bestillingen omfatter informasjon vedrørende en pasient, hvor informasjonen omfatter kliniske data,

(22) å motta ved hjelp av inngangsenheten diagnoseinformasjon for samme pasient fra en diagnoseenhet (13),

(23) å overføre ved hjelp av utgangsenheten den mottatte informasjonen til en behandlingsenhet (15) for der å generere en ordre knyttet til den mottatte informasjonen, et utkast til proteseutforming og data for posisjonering av protesekomponenter basert på den mottatte informasjonen,'

(24) å motta fra behandlingsenheten (15), ved hjelp av inngangsenheten, nevnte utkast til proteseutforming og nevnte data for plassering,

(25) å oversende ved hjelp av inngangsenheten utkastet til klientdatamaskinen (12),

(26) å motta ved hjelp av inngangsenheten en spesifikasjon fra klientdatamaskinen (12), hvor spesifikasjonen er basert på det oversendte utkastet,

(27) å overføre ved hjelp av utgangsenheten fremstillingsparametre basert på spesifikasjonen til en fremstillingsenhet (14) for fremstilling av protesen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor serverdatamaskinen (10) er knyttet til et nettverk (11), og hvor klientdatamaskinen (12) også kan knyttes til nettverket, og hvor bestillingsmottakelsestrinnet (21), utkastoversendelsestrinnet (25) og spesifikasjonsmottakelsestrinnet (26) foregår over nettverket.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor diagnoseenheten (13) er knyttet til nettverket (11), og hvor diagnoseinformasjonsmottakelsestrinnet (22) foregår over nettverket (11).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor fremstillingsenheten (14) er knyttet til nettverket (11), og hvor parameteroverføringstrinnet (27) foregår over nettverket (11).

5. Fremgangsmåte for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, for eksekvering av en styringsenhet i en klientdatamaskin (12) som videre omfatter en inngangs/utgangsenhet, en prosesseirngsenhet og en minneenhet, hvor minneenheten eir innrettet til å lagre informasjon som overføres til og fra inngangs- hhv. utgangsenheten, og hvor styringsenheten er innrettet til å styre dataflyt mellom inngangsenheten, utgangsenheten, prosesseringsenheten og minneenheten, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn:

(31) å motta input fra en sluttbruker om informasjon vedrørende en pasient,

(32) å utarbeide ved hjelp av prosesseringsenheten en bestilling på protese, hvor bestillingen omfatter informasjon vedrørende pasienten, og hvor informasjonen omfatter kliniske data for pasienten,

(33) å oversende ved hjelp av utgangsenheten bestillingen til eri serverdatamaskin (10),

(34) å motta fra serverdatamaskinen (19) og ved hjelp av inngangsenheten et utkast til proteseutforming og data for plassering av protesekomponenter, basert på opplysningene i bestillingen og anatomisk/biomekanisk vurdering fra diagnoseenheten (13),

(35) å utarbeide ved hjelp av prosesseringsenheten en spesifikasjon basert på det mottatte utkastet,

(36) å oversende, ved hjelp av utgangsenheten, spesifikasjonen til serverdatamaskinen (10).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, ytterligere omfattende trinnet å motta diagnoseinformasjon fra en diagnoseenhet (13) til inngangsenheten, basert på kartleggingsmålinger utført på pasienten, f.eks. CT-bilder, for mer nøyaktig utarbeidelse av pasienttilpassede spesifikasjoner.

7. Anordning for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, hvor anordningen utgjør en serverdatamaskin (10), omfattende en styringsenhet, en inngangs/utgangsenhet, en prosesseirngsenhet og en minneenhet, hvor minneenheten er innrettet til å lagre informasjon som overføres til og fra inngangs- hhv. utgangsenheten, og hvor styringsenheten er innrettet til å styre dataflyt mellom inngangsenheten, utgangsenheten, prosesseringsenheten og minneenheten, karakterisert ved at styringsenheten videre er innrettet til å utføre en fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4.

8. Anordning ifølge krav 7, ytterligere omfattende en database (16) som inneholder pasientinformasjon,' diagnoseinformasjon, utkastet, spesifikasjonen, fremstillingsparametre og statusinformasjon for ordrene.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at statusinformasjonen for ordre tillater gruppering av ordrene i minst tre grupper, herunder ordre med utkast under utarbeidelse, ordre som venter på spesifikasjon og ordre hvor protese er under utvikling..

10. Anordning for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, hvor anordningen utgjør en klientdatamaskin (12), omfattende en inngangs-Aitgangsenhet, en styringsenhet, en prosesseirngsenhet og en minneenhet, hvor minneenheten er innrettet til å lagre - informasjon som overføres til og fra inngangs- hhv. utgangsenheten, og hvor styringsenheten er innrettet til å styre dataflyt mellom inngangsenheten, utgangsenheten, prosesseringsenheten og minneenheten, karakterisert ved at styringsenheten videre er innrettet for å utføre en fremgangsmåte som angitt i et av kravene 5-6.

11. System for for utarbeidelse og overføring av spesifikasjoner for pasienttilpassede proteser, karakterisert ved at systemet omfatter: en serverdatamaskin (10) som angitt i krav 7, en klientdatamaskin (12) som angitt i krav 13, en diagnoseenhet (13) for å tilveiebringe diagnoseinformasjon om en pasient, en fremstillingsenhet (14), innrettet for mottak av fremstillingsparametre fra serverdatamaskinen (10) og for fremstilling av protesene, hvor serverdatamaskinen (10), klientdatamaskinen (12), diagnoseenheten (13) og fremstilHngsenheten (14) er knyttet sammen i et nettverk (11), og hvor kommunikasjonen mellom serverdatamaskinen (10), klientdatamaskinen (12), diagnoseenheten (13) og fremstilHngsenheten (14) foregår over nettverket (11).