DE102020116073A1

DE102020116073A1 - Medizintechnische Vorrichtung, Verfahren zum Registrieren eines Modelldatensatzes, Datenverarbeitungsprogramm und Programmspeichermedium

Info

Publication number: DE102020116073A1
Application number: DE102020116073.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Hettich; Tobias Martin; Allan Maas
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-12-23
Also published as: WO2021255081A1; EP4167891A1; JP2023532210A; US20230118746A1; BR112022025524A2; KR20230026350A; AU2021290974A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung und ein medizintechnisches Verfahren, bei dem eine Referenzpositionsinformation eines an einem Knochen angeordneten Referenzelementes auf Übereinstimmung mit einer Position des Referenzelementes in einem Referenzkoordinatensystem geprüft wird, welches mittels einer Markiereinrichtung definiert und von einer Navigationseinrichtung überwacht werden kann. Auf diese Weise kann eine Registrierung des Modelldatensatzes im Referenzkoordinatensystem erfolgen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Datenverarbeitungsprogramm und ein Programmspeichermedium.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung, umfassend eine Navigationseinrichtung zum Erfassen mindestens einer medizintechnischen Markiereinrichtung, eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten von Positionsdaten der Navigationseinrichtung, wobei eine Position der mindestens einen Markiereinrichtung ermittelbar ist, und eine Speichereinrichtung, in der ein Modelldatensatz mit räumlicher Repräsentation eines Knochens speicherbar ist.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Registrieren eines Modelldatensatzes.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Datenverarbeitungsprogramm und ein Programmspeichermedium.
Eine beispielhafte Anwendungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung besteht zum Beispiel bei einem chirurgischen Eingriff im Zusammenhang mit Defekten des Knochens, bei dem es sich zum Beispiel um das menschliche Becken handeln kann (Beckenknochen). Dementsprechend kann nachfolgend beispielhaft die Anwendung der Vorrichtung und des Verfahrens bei Revisionseingriffen in der Hüftendoprothetik erläutert werden, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt ist und sich auch für eine Anwendung außerhalb von Revisionseingriffen eignet. Bei letzteren bestehen insbesondere von vornherein schlechte Voraussetzungen an Vorhandensein und/oder Substanz oder Beschaffenheit des Knochens. Im herkömmlichen Fall stellt die Revision eines Hüftimplantates, insbesondere der Ersatz einer künstlichen Hüftpfanne, bei Vorliegen von höhergradigen Knochendefekten für den Operateur nach wie vor eine große Herausforderung dar. Beispielsweise mangelt es bei fehlender oder schadhafter Knochensubstanz im Bereich des Acetabulums intraoperativ an einer Orientierungshilfe für den Operateur, das Revisionsimplantat zu positionieren. Zwar kann der Operateur mit Hilfe von Vergleichen der krankhaften Seite des Beckenknochens mit der gesunden Seite des Beckenknochens bei dem Revisionseingriff unterstützt werden, wobei zum Beispiel Röntgenaufnahmen des Beckenknochens herangezogen werden. Jedoch tritt in der Praxis der Fall auf, dass es selbst erfahrenen Operateuren aufgrund fehlender anatomischer Landmarken des Beckenknochens an der erforderlichen Orientierung fehlt und dadurch das Implantationsergebnis beeinträchtigt wird. Umfassende Erfahrung des Operateurs bei Revisionsoperationen ist in jedem Fall hilfreich und von Vorteil. Eine Navigationseinrichtung kann den Operateur bei der Orientierung und der Positionierung des Revisionsimplantates unterstützen.
Zur Planung des Eingriffs, insbesondere eines Revisionseingriffs, kann beispielsweise ein Modelldatensatz des Beckenknochens erstellt werden. Wünschenswert ist es, den Modelldatensatz in Übereinstimmung mit dem realen Beckenknochen zu bringen, mit Unterstützung der Navigationseinrichtung. Allerdings hängt die Präzision der Navigation stark von der Präzision der Referenzierung des Beckenknochens über die chirurgische Markiereinrichtung ab. Dies kann sich als unzureichend erweisen.
Zur Anpassung von Modelldatensätzen an den realen Beckenknochen ist es bekannt, charakteristische Landmarken des Beckenknochens präoperativ und intraoperativ aufzunehmen. Als Referenz dient beispielsweise die Beckeneingangsebene (APP, Anterior Pelvic Plane), über die ein gewissermaßen körpereigenes Koordinatensystem definiert wird. Jedoch erfordert dies zusätzlichen Aufwand bei der Datenaufnahme und -verarbeitung.
Die DE 10 2018 116 558 A1 beschreibt ein medizintechnisches Instrumentarium und ein medizintechnisches Verfahren, bei dem auf der Basis eines Ist-Zustand-Datensatzes eines als schadhaft angesehenen Knochens ein Planungsdatensatz für den Operateur erstellt wird. Der Planungsdatensatz kann intraoperativ zur Verbesserung des Operationsergebnisses genutzt werden.
Die US 2018/0116728 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausführen eines chirurgischen Eingriffs, bei dem dem Operateur über ein Head-mounted-Display Anweisungen zur Operationstechnik bereitgestellt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine medizintechnische Vorrichtung und ein medizintechnisches Verfahren bereitzustellen, um den Operateur bei der Behandlung des Knochens im Hinblick auf ein besseres Ergebnis, insbesondere bei einer Revisionsoperation in der Hüftendoprothetik, zu unterstützen.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße medizintechnische Vorrichtung gelöst, umfassend
eine Navigationseinrichtung zum Erfassen mindestens einer medizintechnischen Markiereinrichtung,
eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten von Positionsdaten der Navigationseinrichtung, wobei eine Position der mindestens einen Markiereinrichtung ermittelbar ist,
und eine Speichereinrichtung, in der ein Modelldatensatz mit räumlicher Repräsentation eines Knochens speicherbar ist, insbesondere des Beckenknochens, wobei der Modelldatensatz eine charakteristische Information kennzeichnend eine Referenzpositionsinformation eines am Knochen in definierter räumlicher Position angeordneten Referenzelementes umfasst,
wobei die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet und programmiert ist, anhand von Positionsdaten einer ersten in definierter räumlicher Position zum Knochen angeordneten Markiereinrichtung ein Referenzkoordinatensystem bereitzustellen,
eine charakteristische Information kennzeichnend die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem zu ermitteln, anhand von mittels einer weiteren Markiereinrichtung gewonnenen Positionsdaten,
die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem mit der Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz in Übereinstimmung zu bringen,
und, basierend auf der Übereinstimmung, den Modelldatensatz im Referenzkoordinatensystem zu registrieren, im Hinblick auf eine Überlagerung des Modelldatensatzes und des Knochens.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein in definierter räumlicher Position am Knochen angeordnetes Referenzelement in einem den Knochen in räumlicher Repräsentation aufweisenden Modelldatensatz enthalten. Hierzu kann eine die Referenzpositionsinformation kennzeichnende charakteristische Information im Modelldatensatz enthalten sein. Der Modelldatensatz kann gewissermaßen ein Grundkoordinatensystem des Knochens selbst umfassen oder ausbilden. Beispielsweise intraoperativ kann der Knochen über eine (erste) Markiereinrichtung, die mittels der Navigationseinrichtung erfassbar ist, zur Definition des Referenzkoordinatensystems referenziert werden. Mittels einer weiteren Markiereinrichtung kann eine charakteristische Information des physischen Referenzelementes gewonnen werden. Die charakteristische Information kann durch Erfassen der weiteren Markiereinrichtung im Referenzkoordinatensystem bereitgestellt und damit kennzeichnend die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem bestimmt werden. Darauf basierend kann die Datenverarbeitungseinrichtung anhand der beiden charakteristischen Informationen die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem mit der Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz in Übereinstimmung bringen, da bekannt ist, dass die am physischen Referenzelement gewonnene charakteristische Information eine Entsprechung im Modelldatensatz aufweist, nämlich die darin enthaltene charakteristische Information. Dies erlaubt es der Datenverarbeitungseinrichtung, bei bestehender Übereinstimmung den Modelldatensatz im Referenzkoordinatensystem zu registrieren. Das Grundkoordinatensystem des Knochens aus dem Modelldatensatz kann auf diese Weise in das Referenzkoordinatensystem überführt werden, und im Modelldatensatz enthaltene Informationen, die die räumliche Repräsentation des Knochens betreffen, sind in diesem Referenzkoordinatensystem bekannt. Auf diese Weise ist der Modelldatensatz gewissermaßen am physischen Knochen „angeheftet“ und kann über die Navigationseinrichtung und die Datenverarbeitungseinrichtung getrackt werden.
In die vorliegende Erfindung fließt der Gedanke mit ein, dass die relativ zum Knochen definierte Position des Referenzelementes ausgenutzt werden kann, indem ein Vergleich der charakteristischen Informationen im Modelldatensatz einerseits und physisch über das Referenzkoordinatensystem andererseits miteinander verglichen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen ist man nicht auf eine komplexe und unzureichende Registrierung eines Modelldatensatzes an der tatsächlichen Anatomie des Knochens angewiesen, was sich dort insbesondere bei Knochendefekten als problematisch erweisen kann. Des Weiteren kann eine Referenzierung des Knochens über hilfsweise gewonnene Zusatzinformationen, zum Beispiel die Lagen der Beckeneingangsebene im Modelldatensatz und intraoperativ, entfallen.
Unter „Position“ kann im vorliegenden Fall insbesondere die „Lage und/oder Orientierung“ im jeweiligen Koordinatensystem verstanden werden.
Als Referenzelement kann vorzugsweise ein Implantat am Knochen zum Einsatz kommen. Die Anwendung der Vorrichtung erweist sich insbesondere in einer Revisionsoperation als vorteilhaft, bei der das Implantat neu positioniert oder gegen ein anderes Implantat getauscht wird.
Die Registrierung des Modelldatensatzes im Referenzkoordinatensystem bietet insbesondere die Möglichkeit, im Modelldatensatz enthaltene Informationen an einer Anzeigeeinrichtung darzustellen, insbesondere eine räumliche Repräsentation des Knochens. Über die Markiereinrichtung besteht insbesondere die Möglichkeit, diese Darstellung visuell im Sichtfeld eines Operateurs anzuheften, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
Die Navigationseinrichtung kann zum Beispiel optisch ausgestaltet sein und eine Stereokamera oder eine Monokamera und Markerelemente umfassen.
Hierbei können beispielsweise passive Marker (insbesondere retroreflektierende Marker), aktive Marker (nicht emittierend) und/oder AR-Marker (augmented reality) zum Einsatz kommen. Markerelemente können räumlich in unveränderlicher Beziehung zueinander stehen, zum Beispiel als sogenannter „Rigid Body“, und/oder relativ zueinander frei positionierbar sein.
Vorgesehen sein kann, dass die Vorrichtung eine Röntgeneinrichtung umfasst und dass der Modelldatensatz unter Nutzung der Röntgeneinrichtung erstellbar ist. Beispielsweise kommt ein Computertomograph zur Erstellung einer CT-Aufnahme des Knochens einschließlich Referenzelement zum Einsatz, um den Modelldatensatz bereitzustellen.
Günstigerweise umfasst der Modelldatensatz eine dreidimensionale Repräsentation des Knochens.
Über die räumliche Repräsentation des Knochens hinaus kann der Modelldatensatz vorteilhafterweise weitere Informationen umfassen, die vorteilhaft für die Durchführung des Eingriffs sein können.
Beispielsweise umfasst der Modelldatensatz Informationen betreffend eine Entfernung eines Implantates.
Beispielsweise umfasst der Modelldatensatz Informationen betreffend eine Implantation eines Implantates.
Beispielsweise umfasst der Modelldatensatz Informationen betreffend einen Operationsablauf.
Beispielsweise umfasst der Modelldatensatz Informationen betreffend eine Operationstechnik.
Informationen der vorstehend beschriebenen Art können beispielsweise zur Ausgabe von Planungsinformationen und intraoperativ zur Ausgabe von Hinweisen an den Operateur zur Durchführung des Eingriffs ausgegeben werden. Derartige Informationen können zum Beispiel an der vorstehend genannten Anzeigeeinrichtung dargestellt werden.
Wie bereits erwähnt kann das Referenzelement vorzugsweise ein Implantat sein. Die Nutzung eines im Knochen verankerten Implantates als Referenzelement zum Bereitstellen der Referenzpositionsinformation einerseits und der Position im Referenzkoordinatensystem erweist sich als zuverlässig und einfach. Beispielsweise unterzieht sich der Patient einer Revisionsoperation unter Neuorientierung oder Austausch des Implantates. In diesem Fall ist vom Operateur das Implantat freizupräparieren, so dass der Operateur während des Eingriffs einen Zugang zum Implantat als Referenzelement bereitstellt. Auf diese Weise besteht eine einfache Möglichkeit für den Operateur, die charakteristische Information intraoperativ am Implantat zu gewinnen. Durch die feste räumliche Anordnung des Implantates im Modelldatensatz einerseits und physisch am Knochen andererseits besteht eine jeweilige exakte Referenz, die eine Registrierung des Modelldatensatzes und des Grundkoordinatensystems im Referenzkoordinatensystem auf sehr zuverlässige Weise ermöglicht.
Das Implantat kann beispielsweise ein Hüftimplantat sein, insbesondere eine künstliche Hüftpfanne, oder ein Knieimplantat.
Die charakteristische Information des Referenzelementes kann unterschiedlich ausgeprägt sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist oder umfasst die die Referenzpositionsinformation kennzeichnende charakteristische Information eine charakteristische geometrische Struktur des Referenzelementes. Wird beispielsweise der Modelldatensatz mittels CT erstellt, kann sich eine charakteristische geometrische Struktur eines als Referenzelement verwendeten Implantates darin abzeichnen und zuverlässig zur Definition der Referenzpositionsinformation genutzt werden.
Beispielsweise ist die charakteristische geometrische Struktur ein Oberflächenabschnitt des Referenzelementes oder umfasst einen derartigen Oberflächenabschnitt. Kommt als Referenzelement zum Beispiel eine künstliche Hüftpfanne zum Einsatz, kann es sich bei dem Oberflächenabschnitt zum Beispiel um einen Rand der Hüftpfanne handeln, der intraoperativ bei geöffnetem Zugang vom Operateur zu erkennen ist.
Dementsprechend ist es von Vorteil, als charakteristische geometrische Struktur einen Oberflächenabschnitt zu nutzen, der mit nur geringem Aufwand vom Operateur erreicht werden kann, um die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem zu ermitteln.
Vorteilhaft kann es insbesondere sein, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet und programmiert ist, eine Übereinstimmung der Referenzpositionsinformation mit der Position des Referenzelementes durch Vergleich der geometrischen Struktur mit einer geometrischen Vergleichsstruktur festzustellen, welche Vergleichsstruktur anhand von Positionsdaten bestimmbar ist, die unter Nutzung der weiteren Markiereinrichtung ermittelbar sind. Hierbei kann die geometrische Struktur im Modelldatensatz mit der intraoperativ erfassbaren Vergleichsstruktur verglichen werden. Dies erlaubt es der Datenverarbeitungseinrichtung, die Übereinstimmung festzustellen. Insbesondere kann ein Oberflächenabschnitt des Referenzelementes und insbesondere Implantates im Modelldatensatz mit einem Oberflächenabschnitt verglichen werden, der mittels der weiteren Markiereinrichtung ermittelt wird.
Günstigerweise umfasst die Vorrichtung ein chirurgisches Tastwerkzeug, an der die weitere Markiereinrichtung angeordnet ist und mit dem eine Oberfläche des Referenzelementes ertastbar ist, zum Ermitteln der Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem. Das Tastwerkzeug weist zum Beispiel eine Tastspitze auf, mit der das Referenzelement ertastet werden kann (Palpation). Die Markiereinrichtung kann von der Navigationseinrichtung beispielsweise automatisch erfasst werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ein Eingabeelement, beispielsweise einen Hand- oder Fußschalter umfasst, nach dessen Betätigung von dem Tastwerkzeug referenzierte Punkte am Referenzelement registriert werden.
Vorgesehen sein kann beispielsweise, dass das Tastwerkzeug entlang eines vorgegebenen oder vorgebbaren Pfades an einer Oberfläche des Referenzelementes bewegbar ist, um die Position des Referenzelementes zu ermitteln. Im Fall einer künstlichen Hüftpfanne wird zum Beispiel mit dem Tastwerkzeug ein Rand der Hüftpfanne abgefahren. Diese Bewegung wird über die Navigationseinrichtung erfasst, und die Datenverarbeitungseinrichtung kann die Form des Randes bestimmen und mit der korrespondierenden geometrischen Struktur im Modelldatensatz vergleichen.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Position des Referenzelementes anhand einer Mehrzahl charakteristischer Punkte an einer Oberfläche des Referenzelementes ermittelbar ist, die mittels des Tastwerkzeuges ertastbar sind. Beispielsweise kann die Möglichkeit bestehen, mehrere Punkte am Rand der Hüftpfanne zu palpieren. Hierbei besteht vorzugsweise die Möglichkeit, bereits anhand von drei Punkten eine vom Rand definierte Ebene und über den Abstand der Punkte voneinander die Form des Randes zu ermitteln.
Vorgesehen sein kann, dass dem Operateur Hinweise zum Führen des Tastwerkzeuges bereitgestellt werden, zum Beispiel an einer Anzeigeeinrichtung der Vorrichtung.
Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet und programmiert, die charakteristische Information anhand einer Analyse des Modelldatensatzes zu ermitteln. Beispielsweise können CT-Daten von der Datenverarbeitungseinrichtung mittels auf dieser lauffähigen Algorithmen selbsttätig untersucht werden, um das Referenzelement zu erkennen und die charakteristische Information zu extrahieren. Hierbei kann es sich insbesondere um Bildverarbeitungsalgorithmen handeln.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die charakteristische Information im Modelldatensatz zumindest teilweise unter Eingriff durch einen Operateur erfolgt.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise ausgebildet und programmiert, die charakteristische Information anhand eines vorbekannten Typs des Referenzelementes zu ermitteln. Beispielsweise kann der Typ des Implantates erkennbar oder vorgebbar sein. Anhand des Typs kann beispielsweise eine charakteristische geometrische Struktur im Modelldatensatz bestimmt werden.
Günstig ist es, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet und programmiert ist, die charakteristische Information anhand eines individualisierten Referenzelementes zu ermitteln, insbesondere eines patientenindividuellen Implantates. Beispielsweise können patientenbezogene Informationen betreffend das Referenzelement vorhanden sein, auf Basis derer die charakteristische Information eindeutig ermittelt werden kann.
Wie bereits erwähnt ist es günstig, wenn die Vorrichtung mindestens eine Anzeigeeinrichtung umfasst. Vorzugsweise ist der Modelldatensatz, zumindest teilweise, an der mindestens einen Anzeigeeinrichtung darstellbar. Dabei kann insbesondere eine räumliche und vorzugsweise dreidimensionale Repräsentation des Knochens an der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden.
Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise stationär sein. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass an einer tragbaren Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere einem Tablet-Computer (schließt vorliegend ein Smartphone o. ä. mit ein) eine Anzeigeeinrichtung angeordnet ist.
Vorzugsweise kann eine Anzeigeeinrichtung an einer Head-mounted-Einrichtung, die von einem Operateur am Kopf getragen wird, eine Anzeigeeinrichtung angeordnet sein. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine Datenbrille handeln, die vom Operateur so getragen wird, dass der Bildinhalt mit dem Modelldatensatz in das Sichtfeld des Operateurs eingeblendet werden kann.
Die Nutzung der Head-mounted-Einrichtung erlaubt es dem Operateur zum Beispiel, auf den physischen Knochen zu blicken und die Bildinformation des Modelldatensatzes im Sinne augmentierter Realität (AR, Augmented Reality) einzublenden.
Bei Nutzung einer andersartigen Anzeigeeinrichtung kann dieselbe Wirkung beispielsweise dadurch erzielt werden, dass mittels einer Kamera eine Aufnahme des physischen Knochens erfolgt und dieser an der Anzeigeeinrichtung dargestellten Aufnahme die Information des Modelldatensatzes überlagert dargestellt wird.
Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet und programmiert, die Position der Anzeigeeinrichtung im Referenzkoordinatensystem zu ermitteln. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Anzeigeeinrichtung von der Navigationseinrichtung erfassbar ist. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel an der Anzeigeeinrichtung eine Markiereinrichtung angeordnet sein.
Abhängig von der ermittelten Position der Anzeigeeinrichtung im Referenzkoordinatensystem kann von der Datenverarbeitungseinrichtung der Modelldatensatz vorzugsweise mittels augmentierter Realität dem Knochen überlagert dargestellt werden. Der Modelldatensatz kann gewissermaßen optisch am Knochen „angeheftet“ werden und ist dadurch vorzugsweise im Sichtfeld des Operateurs, wenn dieser auf den Knochen blickt.
An der Anzeigeeinrichtung sind beispielsweise Hinweise betreffend eine Entfernung eines Implantates darstellbar.
An der Anzeigeeinrichtung sind beispielsweise Hinweise betreffend eine Implantation eines Implantates darstellbar.
An der Anzeigeeinrichtung sind beispielsweise Hinweise betreffend einen Operationsablauf darstellbar.
An der Anzeigeeinrichtung sind beispielsweise Hinweise betreffend eine Operationstechnik darstellbar.
Vorgesehen sein kann, dass die Markiereinrichtung direkt invasiv, zum Beispiel mit einer Knochenschraube, oder indirekt nichtinvasiv am Knochen anbringbar ist. Eine Markierung kann zum Beispiel nichtinvasiv mittels einer Bandage am Knochen anbringbar sein.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren.
Ein erfindungsgemäßes medizintechnisches, die eingangs genannte Aufgabe lösendes Verfahren umfasst:

- Bereitstellen eines Modelldatensatzes mit einer räumlichen Repräsentation eines Knochens, wobei der Modelldatensatz eine charakteristische Information kennzeichnend eine Referenzpositionsinformation eines am Knochen in definierter räumlicher Position angeordneten Referenzelementes umfasst;
- Bereitstellen eines Referenzkoordinatensystems am Knochen anhand von Positionsdaten einer ersten in definierter räumlicher Position zum Knochen angeordneten Markiereinrichtung;
- Ermitteln einer charakteristischen Information kennzeichnend die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem, anhand von mittels einer weiteren Markiereinrichtung gewonnenen Positionsdaten;
- Bereitstellen einer Übereinstimmung der Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem mit der Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz; und
- Registrieren, basierend auf der Übereinstimmung, des Modelldatensatzes im Referenzkoordinatensystem, im Hinblick auf eine Überlagerung des Modelldatensatzes und des Knochens.

Die Vorteile, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbar sind, wurden bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erwähnt. Diesbezüglich kann auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Verfahrens ergeben sich durch vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diesbezüglich kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Datenverarbeitungsprogramm. Ein erfindungsgemäßes Datenverarbeitungsprogramm umfasst Programmcodemittel zur Verwendung in mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung gestützter Chirurgie, wobei das Datenverarbeitungsprogramm, wenn es auf der Datenverarbeitungseinrichtung läuft oder auf die Datenverarbeitungseinrichtung geladen wird, die Datenverarbeitungseinrichtung dazu veranlasst, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Programmspeichermedium, umfassend das Datenverarbeitungsprogramm der vorstehend beschriebenen Art. Das Programmspeichermedium kann nicht-flüchtig oder flüchtig sein.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

1: eine perspektivische schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen medizintechnischen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei eine Navigationseinrichtung und eine Datenverarbeitungseinrichtung sowie ein Operateur mit Anzeigeeinrichtung und ein sich einem Revisionseingriff unterziehender Patient dargestellt sind;
2: schematisch einen Beckenknochen des Patienten, von dem mittels Röntgenstrahlung ein Modelldatensatz erstellt wird;
3: den physischen Knochen des Patienten mit daran angebrachter chirurgischer Markiereinrichtung sowie ein Tastwerkzeug zum Ertasten eines Referenzelementes; und
4: den Modelldatensatz gemäß 2, der dem Knochen gemäß 3 unter Nutzung der Markiereinrichtung überlagert dargestellt ist.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen medizintechnischen Vorrichtung. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung 12, beispielsweise ausgestaltet als Computer mit Mikroprozessor und flüchtigem oder nicht-flüchtigem Speicher. Auf der Datenverarbeitungseinrichtung 12 ist ein erfindungsgemäßes Datenverarbeitungsprogramm lauffähig, welches zum Beispiel mit einem erfindungsgemäßen Programmspeichermedium bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung 10 weist ferner eine vorliegend in die Datenverarbeitungseinrichtung 12 integrierte Speichereinrichtung 14 auf.
Weiter umfasst die Vorrichtung 10 eine Navigationseinrichtung 16. Die Navigationseinrichtung 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel optisch ausgestaltet und umfasst eine Kamera, insbesondere eine Stereokamera 18. Mit der Stereokamera 18 kann Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, die von einer Markiereinrichtung 20 der Vorrichtung 10 ausgesandt wird, erfasst werden.
Vorliegend ist die Markiereinrichtung 20 sowie eine weitere Markiereinrichtung 22 der Vorrichtung 10 passiv ausgestaltet. Von der Stereokamera 18 emittierte Strahlung wird von den Markiereinrichtungen 20, 22 reflektiert und in der Stereokamera 18 wieder empfangen. Alternativ oder ergänzend ist der Einsatz von aktiven Markiereinrichtungen 20, 22 möglich, die ihrerseits Strahlung emittieren.
Die Markiereinrichtungen 20, 22 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als an sich bekannte Rigid Bodys ausgestaltet (auch als „Navigationsstern“ bezeichnet), die Markerelemente in definierter räumlicher Anordnung zueinander aufweisen.
Die Navigationseinrichtung 16 bildet ein optisches Messsystem, das Positionsdaten der Markiereinrichtungen 20, 22 ermitteln kann. Dies gibt die Möglichkeit, die Markiereinrichtungen 20, 22 zu tracken, um deren Lage und deren Orientierung als Funktion der Zeit festzustellen. Positionsdaten der Navigationseinrichtung 16 können der Datenverarbeitungseinrichtung 12 für eine diesbezügliche Analyse bereitgestellt werden.
Alternativ oder ergänzend zur hier beschriebenen optischen Navigationseinrichtung 16 kann eine andersartige Navigationseinrichtung vorgesehen sein.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 12 kann Bestandteil der Navigationseinrichtung 16 sein, oder umgekehrt.
Die Vorrichtung 10 kommt im vorliegenden Fall zur Unterstützung des Operateurs 24 bei einer Revisionsoperation zum Eingriff. Im vorliegenden Beispiel geht es dabei um die Entfernung eines in einem Knochen 26 implantieren Implantates 28. Der Knochen 26 ist in dem beschriebenen Beispiel der Beckenknochen 30 und das Implantat 28 ist eine künstliche Hüftpfanne 32, die dem Patienten 34 in einem vorangegangenen Eingriff implantiert wurde.
Die Hüftpfanne 32 ist in das Acetabulum 36 eingesetzt und weist einen schalenförmigen Abschnitt 38 auf, der in das Acetabulum 36 eingreift, sowie einen Rand 40. Der Rand 40 ist an einer Oberfläche 42 der Hüftpfanne 32 angeordnet.
Die Vorrichtung 10 kann mindestens eine Anzeigeeinrichtung umfassen. Vorliegend ist eine stationäre Anzeigeeinrichtung 44 in Gestalt eines an sich bekannten Monitors vorgesehen. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 10 eine Anzeigeeinrichtung 46.
Die Anzeigeeinrichtung 46 ist an einer Head-mounted-Einrichtung 48 angeordnet, ausgestaltet als Datenbrille 50. Die Datenbrille 50 kann vom Operateur 24 wie eine herkömmliche Brille getragen werden. In das Sichtfeld 52 des Operateurs 24 können über die Anzeigeeinrichtung 46 Inhalte eingeblendet werden, wobei diese bei einer Bewegung des Kopfes des Operateurs 24 erhalten bleiben.
Die Anzeigeeinrichtungen 44, 46 sind von der Datenverarbeitungseinrichtung 12 zur Darstellung der Bildinhalte ansteuerbar.
Die Head-mounted-Einrichtung 48 ist vorliegend vorzugsweise mit einer Markiereinrichtung (nicht gezeigt) versehen. Dies erlaubt es, die Einrichtung 48 mittels der Navigationseinrichtung 16 zu erfassen. Eine Bewegung der Einrichtung 48 im Raum kann getrackt werden. Dies gibt auch die Möglichkeit, die Lage und Orientierung des Sichtfeldes 52 im Raum zu ermitteln.
Im vorliegenden Fall bildet die Markiereinrichtung 20 ein Referenzkoordinatensystem. Die Position der Markiereinrichtung 22 (Lage und Orientierung) kann im Referenzkoordinatensystem bestimmt werden. In entsprechender Weise kann die Position der Einrichtung 48 im Referenzkoordinatensystem bestimmt werden.
Die Vorrichtung 10 umfasst ein chirurgisches Tastwerkzeug 54. Der Operateur 24 kann charakteristische Punkte mit dem Tastwerkzeug 54 ertasten (Palpation). Das Tastwerkzeug 54 umfasst ein Griffelement 56 und eine daran angeordnete Tastspitze 58. Am Tastwerkzeug 54 ist die Markiereinrichtung 22 festgelegt.
Durch die definierte räumliche Beziehung der Markiereinrichtung 22 zur Tastspitze 58 kann von der Datenverarbeitungseinrichtung 12 festgestellt werden, welche Punkte im Referenzkoordinatensystem ertastet werden.
Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine in 1 schematisch dargestellte Röntgeneinrichtung 60. Die Röntgeneinrichtung 60 ist insbesondere eine CT-Einrichtung zum Erstellen von CT-Bildern des Knochens 26.
Die Vorrichtung 10 kann bei der Revisionsoperation für die Hüftpfanne 32 beispielsweise folgendermaßen im Rahmen eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden:

Präoperativ kann vom Beckenknochen 30 ein Modelldatensatz 64 zur Unterstützung des navigierten Eingriffes erstellt werden. Zu diesem Zweck kann mittels der Röntgeneinrichtung 60, deren Strahlung 62 in 2 schematisch dargestellt ist, ein Modelldatensatz 64 erstellt werden. Der Modelldatensatz 64 umfasst eine räumliche Repräsentation des Beckenknochens 30. Vorliegend ist dies insbesondere eine dreidimensionale Repräsentation.

Die Hüftpfanne 32 zeichnet sich im Modelldatensatz 64 deutlich ab. Da die Position der Hüftpfanne 32 am Beckenknochen 30 exakt definiert ist, kann die Hüftpfanne 32 als Referenzelement 66 für die nachfolgend erläuterte Registrierung des Modelldatensatzes 64 im Referenzkoordinatensystem herangezogen werden. Die Hüftpfanne 32 definiert eine charakteristische Information, die kennzeichnend für die Referenzpositionsinformation der Hüftpfanne 32 am Beckenknochen 30 ist.
Im vorliegenden Beispiel wird als charakteristische Information insbesondere eine charakteristische Struktur 68 als charakteristische Information genutzt. Bei der charakteristischen Struktur 68 kann im vorliegenden Beispiel der Rand 40 der Hüftpfanne 32 genutzt werden. Dies ist jedoch nicht-einschränkend für die vorliegende Erfindung.
Im Modelldatensatz 64 besteht damit die Möglichkeit, über die charakteristische Struktur 68 auf die Position der Hüftpfanne 32 als Referenzelement 66 im Beckenknochen 30 zu schließen.
Hierbei können weitergehende Informationen berücksichtigt werden, die über das Implantat 28 bekannt sind, zum Beispiel der Typ des Implantates oder die Tatsache, dass es sich um ein patientenindividuelles Implantat 28 mit bekannter Struktur handelt.
2 zeigt schematisch den der Strahlung 62 ausgesetzten Beckenknochen 30 und eine beispielhafte Darstellung des Modelldatensatzes 64, an dem die charakteristische Struktur 68 hervorgehoben ist.
Der Modelldatensatz 64 kann in der Speichereinrichtung 14 gespeichert werden. Im Modelldatensatz 64 kann zusätzlich zur räumlichen Repräsentation des Beckenknochens 30 weitere Information enthalten sein, beispielsweise betreffend eine Entfernung des Implantates 28, betreffend eine Implantation eines Implantates, z. B. Repositionierung des Implantates 28 oder Einsatz eines neuen Implantates, betreffend einen Operationsablauf und/oder betreffend eine Operationstechnik.
Intraoperativ kann der Operateur 24 die Markiereinrichtung 20 zur Definition des Referenzkoordinatensystems am Beckenknochen 30 anbringen. Dadurch wird eine patientenstationäre Referenz gebildet.
Beim Eröffnen des Zugangs und freipräparierter Hüftpfanne 32 kann insbesondere deren Rand 40 vom Operateur 24 auf einfache Weise erkannt und erreicht werden.
Ebenso wie die charakteristische Struktur 68 im Modelldatensatz 64 eine definierte räumliche Position aufweist, weist die Hüftpfanne 32, insbesondere deren Rand 40, am tatsächlichen Beckenknochen 30 eine definierte räumliche Position auf. Dies gibt die Möglichkeit, den Rand 40 auf Übereinstimmung mit der charakteristischen Struktur 68 zu vergleichen.
Zu diesem Zweck kann der Operateur 24 den Rand 40 mittels des Tastwerkzeuges 54 abfahren (palpieren). Diese Bewegung kann von der Navigationseinrichtung 16 erfasst und von der Datenverarbeitungseinrichtung 12 ausgewertet werden, wobei die Positionsdaten im Referenzkoordinatensystem bestimmt werden (3).
Der Rand 40 bildet eine charakteristische Vergleichsstruktur und dementsprechend eine charakteristische Information, die kennzeichnend für die Position des Implantates 28 als Referenzelement 66 im Referenzkoordinatensystem ist.
Die Position des Implantates 28 im Referenzkoordinatensystem kann mit der Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz 64 in Übereinstimmung gebracht werden. Zu diesem Zweck kann die charakteristische Struktur 68 mit der charakteristischen Vergleichsstruktur 70 verglichen und auf Übereinstimmung geprüft werden.
Bei bestehender Übereinstimmung besteht insbesondere die Möglichkeit, den Modelldatensatz 64 im Referenzkoordinatensystem zu registrieren. Da die Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz 64 anhand der charakteristischen Vergleichsstruktur 70 auf den Beckenknochen 30 übertragen werden kann, kann die Datenverarbeitungseinrichtung 12 die Position der charakteristischen Vergleichsstruktur 70 im Referenzkoordinatensystem der Position der charakteristischen Struktur 68 im Modelldatensatz 64 zuordnen.
Der Modelldatensatz 64 wird dadurch gewissermaßen am physischen Beckenknochen 30 angeheftet. Bei einer Bewegung des Beckenknochens 30 im Raum, zum Beispiel einer Umlagerung des Patienten 34 zufolge, kann der Modelldatensatz 64 getrackt werden.
An den Anzeigeeinrichtungen 44, 46 kann der Modelldatensatz 64 dargestellt werden. Vorteilhaft ist beispielsweise eine Darstellung an der Anzeigeeinrichtung 46.
Da die Position der Einrichtung 48 im Referenzkoordinatensystem bekannt ist, kann der Anzeigeinhalt der Anzeigeeinrichtung 46 so eingeblendet werden, dass die Repräsentation des Beckenknochens 30 mittels augmentierter Realität (AR, Augmented Reality) an der korrekten Position dargestellt wird. Da der Beckenknochen 30 selbst durch den beschränkten Zugang nur teilweise zu sehen ist, kann dieser vom Operateur 24 insgesamt nicht gesehen werden. Das System bietet jedoch durch das Anheften des Modelldatensatzes 64 die Möglichkeit, beispielsweise die vollständige dreidimensionale Repräsentation des Beckenknochens 30 an der korrekten Position im Sichtfeld 52 sichtbar zu machen.
Dies ist beispielhaft in 4 dargestellt, wobei symbolisiert werden soll, dass der Blick auf die physische Hüftpfanne 32 möglich ist, ebenso auf die Markiereinrichtung 20, wohingegen die Struktur des Beckenknochens 30 aus dem Modelldatensatz 64 (gestrichelte Linien) stammt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 und das erfindungsgemäße Verfahren erlauben es, die geometrisch definierten Strukturen des Implantates 28 zu nutzen. Die Nutzung von anatomischen Strukturen, insbesondere mit hochgradigen Knochendefekten, die eine Referenzierung des Modelldatensatzes 64 erschweren, ist nicht erforderlich.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, charakteristische anatomische Punkte des Beckenknochens 30 im Modelldatensatz 64 und intraoperativ in Übereinstimmung miteinander zu bringen. Dies kann zu einer Erhöhung der Präzision dennoch von Vorteil sein. Beispielsweise kann der Operateur 24 das Tastwerkzeug 64 zum Palpieren charakteristischer Punkte wie etwa der Darmbeinstachel (Spina iliaca anterior superior) nutzen.
Bei dem Eingriff können etwaige Informationen zur Anleitung des Operateurs 24 an der Anzeigeeinrichtung 46 eingeblendet werden. Denkbar sind hierbei insbesondere Informationen zum Entfernen des Implantates 28, zum Einsetzen eines neuen Implantates oder zur Repositionierung des Implantates 28, Informationen betreffend den Operationsablauf und/oder die Operationstechnik.
Bezugszeichenliste

10: medizintechnische Vorrichtung
12: Datenverarbeitungseinrichtung
14: Speichereinrichtung
16: Navigationseinrichtung
18: Stereokamera
20: Markiereinrichtung
22: Markiereinrichtung
24: Operateur
26: Knochen
28: Implantat
30: Beckenknochen
32: Hüftpfanne
34: Patient
36: Acetabulum
38: schalenförmiger Abschnitt
40: Rand
42: Oberfläche
44: Anzeigeeinrichtung
46: Anzeigeeinrichtung
48: Head-mounted-einrichtung
50: Datenbrille
52: Sichtfeld
54: Tastwerkzeug
56: Griffelement
58: Tastspitze
60: Röntgeneinrichtung
62: Strahlung
64: Modelldatensatz
66: Referenzelement
68: charakteristische Struktur
70: charakteristische Vergleichsstruktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102018116558 A1 [0007]
US 2018/0116728 A1 [0008]

Claims

Medizintechnische Vorrichtung, umfassend eine Navigationseinrichtung (16) zum Erfassen mindestens einer medizintechnischen Markiereinrichtung (20, 22), eine Datenverarbeitungseinrichtung (12) zum Verarbeiten von Positionsdaten der Navigationseinrichtung (16), wobei eine Position der mindestens einen Markiereinrichtung (20, 22) ermittelbar ist, und eine Speichereinrichtung (14), in der ein Modelldatensatz (64) mit räumlicher Repräsentation eines Knochens (26) speicherbar ist, insbesondere des Beckenknochens (30), wobei der Modelldatensatz (64) eine charakteristische Information kennzeichnend eine Referenzpositionsinformation eines am Knochen (26) in definierter räumlicher Position angeordneten Referenzelementes (66) umfasst, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (12) ausgebildet und programmiert ist, anhand von Positionsdaten einer ersten in definierter räumlicher Position zum Knochen (26) angeordneten Markiereinrichtung (20) ein Referenzkoordinatensystem bereitzustellen, eine charakteristische Information kennzeichnend die Position des Referenzelementes (66) im Referenzkoordinatensystem zu ermitteln, anhand von mittels einer weiteren Markiereinrichtung (22) gewonnenen Positionsdaten, die Position des Referenzelementes (66) im Referenzkoordinatensystem mit der Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz (64) in Übereinstimmung zu bringen, und, basierend auf der Übereinstimmung, den Modelldatensatz (64) im Referenzkoordinatensystem zu registrieren, im Hinblick auf eine Überlagerung des Modelldatensatzes (64) und des Knochens (36).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Röntgeneinrichtung (60) umfasst und dass der Modelldatensatz (64) unter Nutzung der Röntgeneinrichtung (60) erstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Modelldatensatz (64) eine dreidimensionale Repräsentation des Knochens (26) umfasst.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modelldatensatz (64) zumindest eine der folgenden Informationen umfasst: - Informationen betreffend eine Entfernung eines Implantates (28); - Informationen betreffend eine Implantation eines Implantates (28); - Informationen betreffend einen Operationsablauf; - Informationen betreffend eine Operationstechnik.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzelement (66) ein Implantat (28) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (28) ein Hüftimplantat oder ein Knieimplantat ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Referenzpositionsinformation kennzeichnende charakteristische Information eine charakteristische geometrische Struktur (68) des Referenzelementes (66) ist oder umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische geometrische Struktur (68) ein(en) Oberflächenabschnitt des Referenzelementes (66) ist oder umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) ausgebildet und programmiert ist, eine Übereinstimmung der Referenzpositionsinformation mit der Position des Referenzelementes (66) durch Vergleich der geometrischen Struktur (68) mit einer charakteristischen geometrischen Vergleichsstruktur (70) festzustellen, welche Vergleichsstruktur (70) anhand von Positionsdaten bestimmbar ist, die unter Nutzung der weiteren Markiereinrichtung (22) ermittelbar sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein chirurgisches Tastwerkzeug (54) umfasst, an der die weitere Markiereinrichtung (22) angeordnet ist und mit dem eine Oberfläche (42) des Referenzelementes (66) ertastbar ist, zum Ermitteln der Position des Referenzelementes (66) im Referenzkoordinatensystem.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastwerkzeug (54) entlang eines vorgegebenen oder vorgebbaren Pfades an der Oberfläche (42) des Referenzelementes (66) bewegbar ist, um die Position des Referenzelementes (66) zu ermitteln.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Referenzelementes (66) anhand einer Mehrzahl charakteristischer Punkte an der Oberfläche (42) des Referenzelementes (66) ermittelbar ist, die mittels des Tastwerkzeuges (54) ertastbar sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) ausgebildet und programmiert ist, die charakteristische Information anhand einer Analyse des Modelldatensatzes (64) zu ermitteln.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) ausgebildet und programmiert ist, die charakteristische Information anhand eines vorbekannten Typs des Referenzelementes (66) zu ermitteln.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) ausgebildet und programmiert ist, die charakteristische Information anhand eines individualisierten Referenzelementes (66) zu ermitteln.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mindestens eine Anzeigeeinrichtung (44, 46) umfasst und dass der Modelldatensatz (64), zumindest teilweise, an der mindestens einen Anzeigeeinrichtung (44, 46) darstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (44, 46) stationär ist und/oder oder an einem der Folgenden angeordnet ist: - an einer tragbaren Datenverarbeitungseinrichtung (12), insbesondere einem Tablet-Computer, - an einer Head-mounted-Einrichtung (48), insbesondere einer Datenbrille (50).
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (12) ausgebildet und programmiert ist, die Position der Anzeigeeinrichtung (44, 46) im Referenzkoordinatensystem zu ermitteln und abhängig hiervon den Modelldatensatz (64) mittels augmentierter Realität dem Knochen (26) überlagert darzustellen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anzeigeeinrichtung (44, 46) Hinweise betreffend zumindest eines der Folgenden darstellbar sind: - Hinweise betreffend eine Entfernung eines Implantates (28); - Hinweise betreffend eine Implantation eines Implantates (28); - Hinweise betreffend einen Operationsablauf; - Hinweise betreffend eine Operationstechnik.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markiereinrichtung (20) direkt invasiv oder indirekt nichtinvasiv am Knochen (26) anbringbar ist.
Medizintechnisches Verfahren zum Registrieren eines Modelldatensatzes, umfassend: - Bereitstellen eines Modelldatensatzes mit einer räumlichen Repräsentation eines Knochens, wobei der Modelldatensatz eine charakteristische Information kennzeichnend eine Referenzpositionsinformation eines am Knochen in definierter räumlicher Position angeordneten Referenzelementes umfasst; - Bereitstellen eines Referenzkoordinatensystems am Knochen anhand von Positionsdaten einer ersten in definierter räumlicher Position zum Knochen angeordneten Markiereinrichtung; - Ermitteln einer charakteristischen Information kennzeichnend die Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem, anhand von mittels einer weiteren Markiereinrichtung gewonnenen Positionsdaten; - Bereitstellen einer Übereinstimmung der Position des Referenzelementes im Referenzkoordinatensystem mit der Referenzpositionsinformation im Modelldatensatz; und - Registrieren, basierend auf der Übereinstimmung, des Modelldatensatzes im Referenzkoordinatensystem, im Hinblick auf eine Überlagerung des Modelldatensatzes und des Knochens.
Datenverarbeitungsprogramm mit Programmcodemitteln zur Verwendung in mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung gestützter Chirurgie, das, wenn es auf der Datenverarbeitungseinrichtung läuft oder auf die Datenverarbeitungseinrichtung geladen wird, die Datenverarbeitungseinrichtung dazu veranlasst, das Verfahren nach Anspruch 21 auszuführen.
Programmspeichermedium, umfassend das Datenverarbeitungsprogramm nach Anspruch 22.