DE102004058911B4

DE102004058911B4 - Reaktives Arbeitsablaufsystem und -verfahren

Info

Publication number: DE102004058911B4
Application number: DE102004058911.9A
Authority: DE
Inventors: José Luis Moctezuma de La Barrera
Original assignee: Stryker Leibinger GmbH and Co KG
Current assignee: Stryker European Operations Holdings LLC
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: US8548822B2; US20140006049A1; DE102004058911A1; US20050145257A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Folgeschritts in einer mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur, bei der ein chirurgisches Navigationssystem (200) mit einer Anzeigeeinheit (204) zur Verwendung gelangt, die Schritte aufweisend: Identifizieren eines bestimmten Schritts innerhalb der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur; Identifizieren einer für die mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur verwendbaren Komponente; Bestimmen des Folgeschritts innerhalb der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur auf Basis der Identität der Komponente und des bestimmten Schritts; und, basierend auf dem Folgeschritt, automatisches Weitergehen zum und Anzeigen einer Darstellung bezüglich des Folgeschritts auf der Anzeigeeinheit (204) ohne direkte Interaktion zwischen einem Benutzer und dem chirurgischen Navigationssystem (200).

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft Expertensysteme und -verfahren und insbesondere Expertensysteme, die in einer chirurgischen Umgebung anwendbar sind.
Technologischer Hintergrund
Die zunehmende Anwendung von Technologie in der Chirurgie bedeutet für die Chirurgen und ihre Mitarbeiter ein höheres Maß an Komplexität. Chirurgische Navigationssysteme gestatten es dem Chirurgen, die Lage seiner Instrumente und Werkzeuge relativ zum Patienten genau zu bestimmen und ermöglichen ihm die Durchführung von Eingriffen mit einem geringeren Fehlerrisiko. Ein chirurgisches Navigationssystem mit einem spezialisierten Arbeitsablauf für einen bestimmten Eingriff verlangt jedoch vom Chirurgen eine Interaktion mit dem Computersystem. Es stehen verbesserte drahtlose Werkzeuge mit der Fähigkeit zur Verfügung, das Computersystem von einem von der Computer-Tastatur oder Anzeigeeinheit entfernten Ort zu betätigen. Der Chirurg muss jedoch nach wie zum „Weiterblättern” der Bildschirmdarstellung den Durchgang durch jeden Schritt des Eingriffs bestätigen.
Beispielsweise offenbart die WO 2004/001569 A2 ein computergestütztes Verfahren, in dem die Hand eines Chirurgen nachverfolgt wird. Zu diesem Zweck sind auf der Hand des Chirurgen Positionssensoren und Tracker angebracht. Verschiedene Handgestiken sind jeweils bestimmten Arbeitsschritten zugeordnet. Eine Kamera erkennt die Handbewegungen mittels der Positionssensoren, so dass auf Basis der erkannten Handgestik des Chirurgen eine bestimmte Aktion durchgeführt und für diese Prozedur benötigten Informationen auf einem Display angezeigt werden.
US 6,557,558 B1 offenbart eine medizinische Behandlungsvorrichtung zur Unterstützung und Steuerung medizinischer Behandlungen. Die medizinische Behandlungsvorrichtung weist Erfassungsmittel zum Beschaffen von Informationen über die Beschaffenheit eines zu behandelnden Bereichs eines Patienten auf. Eine Steuerschaltung fordert die von dem Erfassungsmittel beschafften Informationen zu einer vorbestimmten Zeit ein und führt basierend auf diesen Informationen Berechnungen durch, um eine medizinische Behandlungsprozedur zu modifizieren und zu aktualisieren. Modifizierte und aktualisierte Behandlungsprozedurinformationen werden dann auf einer Anzeige dargestellt und an ein medizinisches Behandlungsmittel übergeben.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System und ein Verfahren zur Bestimmung eines Folgeschritts in einer mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur bereitzustellen, die die Interaktion eines Chirurgen mit einem Computersystem auf ein Mindestmaß beschränken. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand nach Anspruch 1 und den Gegenstand nach Anspruch 13 gelöst. Die untergeordneten Ansprüche beziehen sich auf besondere Ausführungsarten der Erfindung.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Folgeschritts innerhalb einer mehrere Schritte umfassenden Prozedur. Das Verfahren weist die Schritte des Identifizierens eines Zusammenhangs innerhalb der Prozedur, dann des Identifizierens einer Komponente, die für die Prozedur verwendbar ist, auf. Das Verfahren enthält dann die Bestimmung des Folgeschritts innerhalb der Prozedur auf Basis der Identität der Komponente und des Zusammenhangs.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Unterstützung bei einem chirurgischen Eingriff, das eine erste Schaltung zum Identifizieren eines Zusammenhangs innerhalb eines mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Eingriffs aufweist. Das System enthält eine zweite Schaltung zum Identifizieren einer Komponente, die innerhalb des Eingriffs verwendbar ist. Schließlich hat das System eine dritte Schaltung, die auf Basis der Identität der Komponente und des Zusammenhangs einen Folgeschritt des Eingriffs bestimmt.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Folgeschritts innerhalb eines mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Eingriffs, das den Schritt der Bestimmung eines Zusammenhangs innerhalb des mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Eingriffs enthält. Das Verfahren enthält auch den Schritt der Bestimmung der Identität eines chirurgischen Instruments und den Schritt der Bestimmung der Lage des chirurgischen Instruments. Das Verfahren enthält anschließend den Schritt der Bestimmung des Folgeschritts im Eingriff aus dem Zusammenhang, der Identität des Instruments und der Identität des chirurgischen Instruments.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist a Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform einer Bestimmung der Identität eines Werkzeugs mit einem Anbaugerät;
3 ist ein detailliertes Flussdiagramm einer Möglichkeit, die Identität des Folgeschritts zu bestimmen;
4 ist eine schematische Übersicht eines chirurgischen Navigationssystems, das mit einer Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
5 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung;
6 ist Flussdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Flussdiagramm einer zusätzlichen Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung; und
9 ist ein Flussdiagramm einer anderen Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie aus 1 ersichtlich ist, beginnen das Verfahren und System in Block 100, in dem der aktuelle Status des Eingriffs bestimmt oder identifiziert wird. Für einen chirurgischen Eingriff, wie er nachstehend ausführlicher erläutert wird, oder jede andere computergeführte mehrere Schritte aufweisende Prozedur wird in Block 100 bestimmt, wo sich der Prozess und das System gegenwärtig in der Abfolge der Anzeigebildschirmdarstellungen befinden. Bei den derzeitigen computergesteuerten und -geführten chirurgischen Eingriffen kann die Bestimmung eine Bestimmung des aktuellen Status des Computerprogramms sein. Als Beispiel kann bei einem Totalersatz der Hüfte der aktuelle Schritt in der Platzierung eines probeweisen Implantats in die vorbereitete Pfanne des Hüftgelenks bestehen. Im Block 100 ist bekannt, welche chirurgischen Instrumente oder Werkzeuge für den aktuellen Schritt erforderlich sind. In Block 102 identifiziert das System die chirurgischen Instrumente, die in das Gesichtsfeld des chirurgischen Navigationssystems gebracht werden, wie später erörtert wird. So kann der Chirurg beispielsweise auf Basis des probeweisen Implantats entscheiden, dass weiteres Räumen erforderlich ist. In diesem Fall wird der Chirurg das Pfannen-Räuminstrument in das chirurgische Gesichtsfeld bringen. Im Block 102 werden das Räumgerät und die Größe des betreffenden Räumwerkzeugs, das am Räumgerät angebaut ist, identifiziert. Auf Basis der Bewertung des betreffenden Werkzeugs wird in Block 104 bestimmt, dass der Chirurg zum Anzeigebildschirm für Räumen zurückkehren soll, der ihn beim einwandfreien Räumen der Pfanne des Hüftgelenks unterstützt. Sobald in Block 104 bestimmt worden ist, welcher bestimmte Schritt als nächstes auszuführen ist, springt der Block 106 direkt zu diesem Punkt innerhalb des Eingriffs, und in Block 108 wird dann der Anzeigebildschirm zum Räumen der Pfanne des Hüftgelenks dargestellt, der die richtigen Parameter für das betreffende Werkzeug oder Werkzeuganbaugerät enthält. Wie oben erwähnt, stellt der automatische Sprung innerhalb des Eingriffs eine große Hilfe für den Chirurgen bei seinem Arbeitsablauf dar und gestattet dem Chirurgen, sich auf die momentane Operation zu konzentrieren und die Interaktion des Chirurgen mit dem Computersystem auf ein Mindestmaß zu beschränken. Es versteht sich, dass die oben angegebenen Schritte für jeden Schritt im Laufe des Eingriffs wiederholt werden, einschließlich der mehrmaligen Wiederholung einiger Schritte, bis der Eingriff abgeschlossen ist, wobei das System und das Verfahren zu diesem Zeitpunkt enden.
2 ist ein Flussdiagramm, das darstellt, wie sich ein mehrteiliges Werkzeug selbst und seine Bestandteile gegenüber dem System identifizieren kann. Ein besonderes Verfahren und System dieser Interaktion arbeitet mit RFID und wird in der veröffentlichten US 2003/093103 A1 beschrieben, deren Offenbarung hiermit durch Inbezugnahme einbezogen wird. Block 120 identifiziert den betreffenden Basisabschnitt des chirurgischen Werkzeugs oder Instruments. Dies kann auf etliche herkömmliche Arten geschehen, einschließlich des Anbaus eines Navigationsverfolgungsgeräts an das Instrument und der Registrierung bzw. Ausrichtung der Instrument- und Verfolgungsgerätkombination im System oder durch Anwendung von RFID zur Identifizierung des Werkzeugs gegenüber dem System. Da sich bei den meisten solcher Systeme jedes Verfolgungsgerät eindeutig gegenüber dem System identifizieren kann, weiß das System, dass ein bestimmtes Werkzeug angebaut oder dem betreffenden Verfolgungsgerät zugeordnet worden ist. Das oben beschriebene Räumwerkzeug kann z. B. entweder an einem bestimmten Navigationsverfolgungsgerät angebaut werden oder eingebaute Verfolgungselemente enthalten. Wenn dieses betreffende Verfolgungsgerät später vom Navigationssystem lokalisiert wird, weiß der Block 120, dass der Chirurg das entsprechende Räumwerkzeug gewählt und in das chirurgische Gesichtsfeld gebracht hat. In Block 122 wird mittels RFID oder anderen ähnlichen Techniken das betreffende Räumanbaugerät für die Pfanne, das an das Räumwerkzeug angebaut worden ist, einschließlich Größe, Form und aller anderen wichtigen kennzeichnenden Parameter identifiziert. In Block 124 werden dann sowohl die Identität des Räumwerkzeugs als auch des betreffenden Räumanbaugeräts an das System gemeldet. Block 104 verwendet die Identität sowohl des Basis- oder Hauptwerkzeugs und des jeweiligen Anbaugeräts, um den richtigen Folgeschritt des Eingriffs zu bestimmen.
3 zeigt ein Verfahren detaillierter, das der Block 104 anwenden kann, um den richtigen Folgeschritt zu bestimmen. In Block 150 wird der aktuelle Schritt des Eingriffs auf im Wesentlichen die gleiche Weise wie im Block 100 bestimmt. Die Steuerung geht dann an Block 152 über, der bestimmt, ob das Instrument oder Werkzeug, das sich im chirurgischen Sichtfeld befindet und in Block 102 identifiziert worden ist, für den aktuellen Eingriffsschritt zulässig ist. Ist das Werkzeug zulässig, geht die Steuerung zu Block 154 über, der den aktuellen Schritt im Eingriff fortsetzt und zur Hauptroutine zurückführt. Im Hauptprogramm bestimmen das System und Verfahren erneut den aktuellen Zusammenhang ähnlich wie in den Blöcken 100 und 150. Falls in Block 152 bestimmt wird, dass das Werkzeug für den aktuellen Schritt nicht zulässig ist, wird die Steuerung an Block 156 übergeben, in dem bestimmt wird, ob das Werkzeug für einen früheren Schritt des Eingriffs zulässig ist. Wenn in Block 156 bestimmt wird, dass das Werkzeug für einen früheren Schritt zulässig ist, geht die Steuerung zu Block 158 über, der zu dem früheren Schritt springt, der im Block 156 bestimmt worden ist, und die Routine geht zum Hauptprogramm zurück. Wenn in Block 156 bestimmt wird, dass das Werkzeug für einen früheren Schritt nicht zulässig ist, dann geht die Steuerung zu Block 160 über, der die künftigen Schritte abfragt, um zu bestimmen, ob das aktuelle Werkzeug für einen künftigen Schritt zulässig ist. Wenn ein künftiger Schritt gefunden wird, der zum Werkzeug passt, geht die Steuerung zu Block 162 über, der zum identifizierten künftigen Schritt springt, und die Routine kehrt zum Hauptprogramm zurück. Wenn es keinen zulässigen künftigen Schritt gibt, geht die Steuerung zu Block 164 über, in dem eine Warnung angezeigt wird, und im Block 166 erfolgt die Abfrage, ob das Werkzeug geändert worden ist. Falls das identifizierte Werkzeug nicht geändert worden ist, schleifen das Verfahren und System zurück und Block 162 zeigt die Warnmeldung weiter an. Wenn das Werkzeug geändert worden ist, übergibt der Block 164 die Steuerung an den Block 152, der den Prozess neu startet. Der Benutzer kann auch die vom System getroffenen Einstellungen übersteuern und die Routine beenden, falls keine zulässige Werkzeug- und Schrittkombination gefunden werden kann, oder zu jedem anderen Zeitpunkt des Prozesses.
Wie zuvor erwähnt, können das Verfahren und das System zusammen mit einem chirurgischen Navigationssystem 200 angewendet werden, wie es in 4 dargestellt ist. Es kann jeder Typ chirurgisches Navigationssystem verwendet werden, etwa optische – sowohl aktive (LED's) als auch passive (Reflektoren) –, magnetische, Trägheits- und Kombinationssysteme. Andere computergestützte Systeme können ebenfalls verwendet werden, einschließlich RFID-basierte Systeme, Videobild-basierte Systeme und dgl. Um jedoch die Beschreibung zu vereinfachen, werden die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung anhand eines optischen aktiven Systems erläutert. Das chirurgische Navigationssystem 200 enthält einen Computer 202 mit einer internen CPU und temporären und permanenten Speichermitteln (Memory bzw. Storage; nicht dargestellt). Beim Computer 202 kann es sich um jeden herkömmlichen Computer handeln, auf dem ein geeignetes Betriebssystem laufen kann. Der Computer 202 liefert einer Anzeigeeinheit 204 eine Ausgabe und Daten. Der Computer 202 ist außerdem an eine Kamera 206 angeschlossen, die drei getrennte CCD-Matrizen 208, 210 und 212 enthält. Die drei CCD-Matrizen stellen eine dreidimensionale Sicht des Operationsfeldes des chirurgischen Navigationssystems 200 bereit Die Kamera 206 enthält außerdem zwei Sender/Empfänger 214 und 216. Ein oder mehrere Verfolgungsgeräte 218 sind im Gesichtsfeld der Kamera 206 angeordnet. Typischerweise ist ein Verfolgungsgerät 218 stationär angeordnet, um bei der Berechnung der kartesischen Koordinaten einen Referenzrahmen für die Kamera 206 bereitzustellen, so dass die verschiedenen Geräte und Verfolgungsgeräte 218 lokalisiert werden können. Das Verfolgungsgerät 218 besitzt eine Mehrzahl LEDs 220, und jedes Verfolgungsgerät 218 verfügt über einen Sender/Empfänger 222, um mit dem chirurgischen Navigationssystem zu kommunizieren. Ein typisches chirurgisches Navigationssystem 200 ist in der veröffentlichten US 2001/034530 A1 beschrieben, deren Offenbarung hiermit durch Inbezugnahme einbezogen wird.
Wenn der Chirurg 224 ein chirurgisches Werkzeug 226 mit einem Anbaugerät 228, im dargestellten Beispiel einen Bohreinsatz, in das Gesichtfeld des chirurgischen Navigationssystems 200 bringt, bestimmt das chirurgische Navigationssystem den aktuellen Status des Eingriffs wie oben beschrieben. Unter Anwendung der Logik wie in 3 dargestellt springt das System zur passenden Bildschirmanzeige und konfiguriert das chirurgische Navigationssystem 200 so, dass es die richtige Anzeige ausgibt und den Chirurgen 224 führt, um die Arbeit des Chirurg 224 im Rahmen des chirurgischen Eingriffs zu erleichtern. Die Konfiguration kann die Begrenzung der Drehzahl, der Größe, der Temperatur, des Drucks oder anderer Parameter des vom Chirurgen 224 gewählten bestimmten Werkzeugs enthalten. Durch den Wechsel zwischen den Bildschirmanzeigen ohne die direkten Interaktionen seitens des Chirurgen 224 und durch Aktualisieren der Informationen auf dieser Bildschirmanzeige, um die vom Chirurgen 224 getroffenen Entscheidungen wiederzugeben, stellt die Ausführungsform des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung dem Chirurgen 224 die Vorteile der computergestützten Navigation und des computergestützten Arbeitsablaufs bereit, aber gestattet es dem Chirurgen 224, unmittelbar am Patienten 230 zu arbeiten, ohne dass die direkte Interaktion mit dem chirurgischen Navigationssystem 200 oder dessen Manipulation erforderlich ist.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform bestimmt das System in Block 300 die Identität des Werkzeugs oder Instruments wie früher beschrieben worden ist. In Block 302 wird anschließend die Lage des Werkzeugs im chirurgischen Gesichtsfeld bestimmt. Auf Basis der Lage gemäß Block 302 und der Identität des Werkzeugs 300 sowie der Kenntnis des aktuellen Status des Eingriffs bestimmt das System in Block 304 den Folgeschritt und springt in Block 306 zum entsprechenden Folgeschritt oder führt diesen aus. In Block 306 wird eine ähnliche Prozedur ausgeführt wie in 3 dargestellt.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Systems und Verfahrens, mit denen die Steuerung von Hilfsausrüstung wie Operationssaalbeleuchtung, Video- und Tonaufzeichnungsgeräte, Absauggeräte, Bildgebungsgeräte und dgl. möglich ist. In Block 320 wird der aktuelle Status des Systems bestimmt wie oben beschrieben. Dann wird in Block 322 die Identität des Werkzeugs oder Instruments ebenfalls wie oben beschrieben bestimmt. Danach werden in Block 324 die Identität und Art der erforderlichen Hilfsausrüstung bestimmt. In Block 326 erfolgt dann eine Abfrage, um festzustellen, ob die entsprechende Hilfsausrüstung verfügbar und in geeigneter Weise mit dem chirurgischen Navigationssystem 200 verbunden oder über eine Schnittstelle gekoppelt ist. Wenn die Hilfsausrüstung nicht korrekt angeschlossen oder konfiguriert ist, wird in Block 328 eine Warnmeldung angezeigt und die Steuerung wird zu Block 324 zurückgegeben. Wenn in Block 326 bestimmt wird, dass die entsprechende Ausrüstung sich in ihrer Position befindet und ordnungsgemäß angeschlossen ist, dann wird die Hilfsausrüstung in Block 330 aktiviert. Wäre es beispielsweise in einem Krankenhaus die übliche Vorgehensweise, dass alle chirurgischen Eingriffe auf Video aufgezeichnet werden, schaltet das System während der frühen Vorbereitungsabschnitte des Eingriffs die Videokamera (nicht dargestellt) automatisch ein, die an der Wand oder an einem anderen geeignete Träger oder einer anderen Oberfläche montiert sein kann. Ein anderes Beispiel ist ein Absauggerät oder -werkzeug, das eine Absaugfunktion enthält und ebenfalls vom chirurgischen Navigationssystem 200 verfolgt werden kann. Wenn das Absauggerät in die Nähe des Patienten 230 gebracht wird, wird in Block 324 bestimmt, dass der Chirurg 224 Absaugung benötigt. Wenn sich das Werkzeug nicht in der Nähe des chirurgischen Einschnitts befindet, verzweigt Block 326 zu Block 328, in dem eine Meldung angezeigt wird, dass die Absaugung nicht eingeschaltet ist. Wenn das Werkzeug näher zur Schnittstelle gebracht wird, übergibt Block 328 die Steuerung an Block 330, in dem die Absaugung aktiviert wird.
7 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Systems und Verfahrens der vorliegenden Erfindung, bei der die Identifizierung zweier getrennter Werkzeuge erfolgt. In Block 350 wird der aktuelle Status des Systems oder Verfahrens auf die gleiche Weise wie oben beschrieben bestimmt. In Block 352 werden dann die Lage und Identität des ersten Werkzeugs, das in das chirurgische Gesichtsfeld gebracht worden ist oder sich derzeit dort befindet, bestimmt. In Block 352 werden Identität und Lage wie oben beschrieben mittels herkömmlicher Navigationstechniken bestimmt. Auf ähnliche Weise werden in Block 354 Lage und Identität des zweiten Werkzeugs, das in das chirurgische Gesichtsfeld gebracht worden ist oder sich dort befindet, bestimmt. Die Steuerung geht dann zu Block 356 über, in dem der passende Folgeschritt für die aktuellen Werkzeuge und den Zusammenhang bestimmt wird. Block 358 springt dann zu dem in Block 356 bestimmten Folgeschritt. Obwohl in 7 zwei verschiedene Werkzeuge verwendet werden, wird die Anzahl der identifizierbaren Werkzeuge nur durch die maximale Anzahl verschiedener Werkzeuge oder Geräte, die das chirurgische Navigationssystem 200 gleichzeitig verfolgen kann, eingeschränkt.
8 ist eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung. In Block 380 wird das bestimmte Werkzeug oder Instrument auf ähnliche Weise wie oben beschrieben identifiziert. Die Steuerung geht dann zu Block 382 über, in dem das Anbaugerät oder das Zubehör identifiziert wird, das mit dem Werkzeug verwendet wird. Auf Basis der Identifizierung des Werkzeugs im Block 380 und des Anbaugeräts im Block 382 wird bzw. werden in Block 384 der bzw. die passende(n) Werkzeugparameter bestimmt, wobei auch der Zusammenhang des aktuellen Schritts im chirurgischen Eingriff herangezogen wird. In Block 386 wird dann die richtige Werkzeug- und Anbaugerätekombination auf der Anzeige dargestellt, und in Block 388 wird das chirurgische Navigationssystem 200 auf die betreffenden Parameter der Werkzeug- und Anbaugerätekombination konfiguriert.
Wie oben erwähnt wurden das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung vor allem unter Anwendung eines chirurgischen Navigationssystems als Beispiel beschrieben. Das Verfahren und System der vorliegenden Erfindung können auch für vielfältige Anwendungen eingesetzt werden, bei denen entweder Roboter oder Navigationssysteme verwendet werde. Zu den Beispielen zählen Fertigungssysteme, Montageprozesse für komplexe Teile und Systeme und dgl.
Außerdem können auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsformen in ein System und Verfahren zur Anwendung in verschiedenen Situationen integriert werden. Das System und Verfahren können beispielsweise mehrere Werkzeuge identifizieren und außerdem einen Videorecorder als die entsprechende Folgeaktion einschalten.
Wie aus 9 ersichtlich ist, können das System und Verfahren auch eine Option für das Übersteuern durch eine Person beinhalten, so dass der Benutzer das System und Verfahren zu dem vom Benutzer gewünschten Folgeschritt führen kann. Dieses Merkmal ist bereits eine Funktion aktueller Systeme und kann in das reaktive Arbeitsablaufsystem und -verfahren der vorliegenden Erfindung als eine Sicherheits-Option integriert werden. Außerdem können das System und Verfahren eine Option enthalten, um eine Bildschirmanzeige zur Bestätigung des gewählten Folgeschritts einzubeziehen. Ferner können das System und Verfahren auch einen Lernmodus bereitstellen, durch den der Benutzer die Datenbank mit den bestimmten Präferenzen und Verfeinerungen auf eine von einem spezifischen Benutzer gewünschte Prozedur bzw. einen Eingriff aktualisieren könnte.
In Block 500 wird das System auf Basis der vom Benutzer eingegebenen Informationen aufgebaut, die u. a. die Identität des Patienten, den Typ des Eingriffs, die Identität des oder der Chirurgen, das Datum und andere Informationen enthalten, die typischerweise vor dem Beginn eines chirurgischen Eingriffs eingegeben werden. In Block 502 werden dann die Daten aus einer Datenbank 504 auf Basis der spezifischen Eingaben in Block 500 geladen. In Block 502 wird das System dann konfiguriert, um es den bestimmten Präferenzen des Chirurgie-Teams anzupassen.
In Block 506 wird dann der aktuelle Zusammenhang bestimmt. Zu Beginn des Eingriffs erscheint der erste Bildschirm wie durch das Setup in Block 500 bestimmt. Während der Eingriff die Schritte durchläuft, ist der Block 506 der aktuelle Zusammenhang oder Schritt des Eingriffs. In Block 508 werden die Komponente oder Komponenten bestimmt, die in das Gesichtsfeld des Systems gebracht worden sind, z. B. bei einem chirurgischen Eingriff innerhalb des chirurgischen Gesichtfeldes. In Block 510 wird dann der Folgeschritt auf Basis des aktuellen Zusammenhangs und der im Block 508 identifizierten Komponenten bestimmt. Der Block 510 kann auch Daten aus einer Datenbank ähnlich der Datenbank 504 verwenden.
Wenn der Benutzer den Lernmodus für das System gewählt oder die Präferenz hat, Bestätigungsbildschirmanzeigen zu sehen, wird eine Bestätigungsmeldung in Block 512 angezeigt. Wenn der Folgeschritt bestätigt wird, geht die Steuerung zu Block 514 über, der zum Folgeschritt springt und beendet. Im Lernmodus aktualisieren das System und Verfahren außerdem die Datenbank 504 mit Informationen bezüglich des Folgeschritts. Wird der Folgeschritt nicht bestätigt, geht die Steuerung zu Block 516 über, der dem Benutzer die Angabe eines Folgeschritts ermöglicht. Wenn der Benutzer nicht die Übersteuerung des gewählten Folgeschritts wählt, geht die Steuerung zurück zu Block 506, in dem der Prozess der Bestimmung des Folgeschritts erneut beginnt. Wenn der Benutzer in Block 516 einen Folgeschritt angibt, geht die Steuerung zu Block 518 über, der zu dem vom Benutzer definierten Folgeschritt springt Zusätzlich erfolgt in Block 520 die Abfrage, ob die Datenbank 504 aktualisiert werden sollte, und im Falle der Bejahung wird die Datenbank 504 aktualisiert, um anzugeben, dass der vom Benutzer gewählte Folgeschritt ein potentieller Folgeschritt für den Zusammenhang und die verwendeten Komponenten ist. Nach dem Block 520 geht das System zu Block 522 weiter, in dem der Ablauf endet und zur Bestimmung des Folgeschritts für den neuen Zusammenhang zurückgegangen wird.

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Folgeschritts in einer mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur, bei der ein chirurgisches Navigationssystem (200) mit einer Anzeigeeinheit (204) zur Verwendung gelangt, die Schritte aufweisend: Identifizieren eines bestimmten Schritts innerhalb der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur; Identifizieren einer für die mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur verwendbaren Komponente; Bestimmen des Folgeschritts innerhalb der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur auf Basis der Identität der Komponente und des bestimmten Schritts; und, basierend auf dem Folgeschritt, automatisches Weitergehen zum und Anzeigen einer Darstellung bezüglich des Folgeschritts auf der Anzeigeeinheit (204) ohne direkte Interaktion zwischen einem Benutzer und dem chirurgischen Navigationssystem (200).
Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt des Identifizierens einer bestimmten Lage der Komponente enthält, und bei dem der Bestimmungsschritt auf der Lage, der Identität der Komponente und dem bestimmten Schritt basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Komponente eine mehrteilige Komponente ist, die in der Lage ist, die Bestandteile der Komponente selbst zu identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die mehrteilige Komponente ein Werkzeug mit einem Anbaugerät ist, wobei das Werkzeug das Anbaugerät identifizieren kann.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die mehrteilige Komponente ein Werkzeug mit einem Anbaugerät ist, wobei das Anbaugerät getrennt identifizierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Identifizierung einer bestimmten Lage mittels des Navigationssystems erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt des Konfigurierens des Folgeschritts mit einem Parameter der Komponente enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Folgeschritt eine Warnung ist, dass die Komponente für den bestimmten Schritt nicht korrekt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Folgeschritt die Steuerung eines Teils einer Hilfsvorrichtung enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt des Identifizierens einer zusätzlichen Komponente enthält, und bei dem das Bestimmen des Folgeschritts auf der Identität der Komponente, der Identität der zusätzlichen Komponente und dem bestimmten Schritt basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehrere Schritte umfassende chirurgische Prozedur ein computergesteuerter und -geführter chirurgischer Eingriff ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das eine Datenbank für Präferenzen des Benutzers enthält und bei dem der Bestimmungsschritt auf der Datenbank, der Identität der Komponente und dem bestimmten Schritt basiert.
System zur Bestimmung eines Folgeschritts innerhalb einer mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur, bei der ein chirurgisches Navigationssystem (200) mit einer Anzeigeeinheit (204) zur Verwendung gelangt, aufweisend: eine erste Schaltung, die einen bestimmten Schritt innerhalb der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur identifiziert; eine zweite Schaltung, die eine bei der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur verwendbare Komponente identifiziert; eine dritte Schaltung, die den Folgeschritt innerhalb der mehrere Schritte umfassenden chirurgischen Prozedur auf Basis der Identität der Komponente und des bestimmten Schritts bestimmt; und Mittel zum, basierend auf dem Folgeschritt, automatischen Weitergehen zum und Anzeigen einer Darstellung bezüglich des Folgeschritts auf der Anzeigeeinheit (204) ohne direkte Interaktion zwischen einem Benutzer und dem chirurgischen Navigationssystem (200).
System nach Anspruch 13, das eine vierte Schaltung zur Identifizierung einer bestimmten Lage der Komponente enthält, und bei dem der Folgeschritt auf der Lage, der Identität der Komponente und dem bestimmten Schritt basiert.
System nach Anspruch 13, bei dem die Komponente eine mehrteilige Komponente ist, die in der Lage ist, die Bestandteile der Komponente selbst zu identifizieren.
System nach Anspruch 15, bei dem die mehrteilige Komponente ein Werkzeug mit einem Anbaugerät ist, wobei das Werkzeug das Anbaugerät identifizieren kann.
System nach Anspruch 15, bei dem die mehrteilige Komponente ein Werkzeug mit einem Anbaugerät ist, wobei das Anbaugerät getrennt identifizierbar ist.
System nach Anspruch 14, bei dem die vierte Schaltung in dem Navigationssystem integriert ist.
System nach Anspruch 13, das eine fünfte Schaltung zur Konfigurierung des Folgeschritts mit einem Parameter der Komponente enthält.
System nach Anspruch 13, bei dem der Folgeschritt eine Warnung ist, dass die Komponente für den bestimmten Schritt nicht korrekt ist.
System nach Anspruch 13, bei dem der Folgeschritt die Steuerung eines Teils einer Hilfsvorrichtung enthält.
System nach Anspruch 13, das eine sechste Schaltung zur Identifizierung einer zusätzlichen Komponente enthält, und bei dem die dritte Schaltung den Folgeschritt auf Basis der Identität der Komponente, der Identität der zusätzlichen Komponente und des bestimmten Schritts bestimmt.
System nach Anspruch 13, bei dem die mehrere Schritte umfassende chirurgische Prozedur ein computergesteuerter und -geführter chirurgischer Eingriff ist.
System nach Anspruch 13, das eine Datenbank für Präferenzen des Benutzers enthält, und bei dem die dritte Schaltung den Folgeschritt auf Basis der Datenbank, der Identität der Komponente und des bestimmten Schritts bestimmt.