Orthopädie und Technik, eine glänzende oder eine düstere Zukunft?

Von
Louis-Philippe Broze
2. August 2019

Die Orthopädie ist ein medizinisches Fachgebiet, das jährlich Milliarden von Dollar erwirtschaftet. Von der Diagnose bis zur Operation versuchen medizinische Experten, alle Probleme im Gesundheitswesen zu lösen. Mit der Zunahme orthopädischer Verletzungen in unserer medizinisch geprägten Gesellschaft steigt auch das Aufkommen neuer fortschrittlicher Technologien für spezifische Behandlungen. Diese beiden Merkmale werden das Wachstum der Branche für orthopädische Geräte vorantreiben.

Eine Technologie, die sich unter orthopädischen Chirurgen als bewährte Methode etabliert hat, ist die robotergestützte Chirurgie. Diese Technik ist weniger invasiv (da sie weniger und kleinere Schnitte erfordert) und bietet eine reproduzierbarere Präzision, die in der Folge zu schnelleren Genesungszeiten führt. Der Vinci Si, einer der fortschrittlichsten chirurgischen Roboter, hat drei Roboterarme, die einen maximalen Bewegungsumfang und Präzision ermöglichen. Der vierte Arm des Roboters enthält eine hochauflösende 3D-Kamera, die es dem Chirurgen ermöglicht, sich innerhalb des Körpers des Patienten zu positionieren und so eine optimierte 3D-Ansicht des Operationsgebiets zu erhalten. Diese Technik mag effizient sein, aber sie ist teuer und benötigt stärkere evidenzbasierte Studien. Obwohl die Roboterchirurgie teuer sein mag, investieren immer mehr Unternehmen in diese Technologie.

Es ist wichtig, die zukünftige Ausrichtung zu überdenken und zu entscheiden, in welche Technologie die orthopädische Industrie investieren will.

Ein weiterer interessanter Technologietrend sind Orthobiologics. Das sind natürliche Substanzen wie Stammzellen oder Knochentransplantate, die bereits im Körper vorhanden sind, aber für den Heilungsprozess von Knochen, Muskeln, Bändern, Sehnen und vielem mehr eingesetzt werden können. Vorläuferzellen entwickeln sich zu Osteoblasten, die sich zu reifen Knochenzellen weiterentwickeln, dadurch wird das Knochenwachstum gefördert und der Heilungsprozess des verästelten Knochens verbessert. Medikamentenfreisetzende Knochentransplantate sind eine weitere Anwendung von Orthobiologics; sie werden eingesetzt, um Probleme wie chirurgische Infektionen zu bekämpfen.

Smarte, sensorgestützte Technologien und Implantate sind seit einigen Jahren ein fester Bestandteil im orthopädischen Bereich. Diese Implantate liefern direkte Informationen über die Position und die postoperative Auswertung der Behandlung, um die Versorgung des Patienten zu optimieren. Diese Sensoren tragen zur Reduzierung von periprothetischen Infektionen bei, die ein prominentes Problem in der orthopädischen Chirurgie darstellen. Bislang sind diese Sensoren meist auf eingebaute Batterien angewiesen, aber in letzter Zeit werden neue Implantate entwickelt, die durch Reibung ihre eigene Energie erzeugen - eine wichtige Funktion für Ärzte, um die Aktivität und den Lebensstil der Patienten zu verfolgen.

Das Hauptziel des Gesundheitssystems bleibt die Reduzierung von Zeit und Kosten bei gleichzeitiger Bereitstellung optimierter und personalisierter Ergebnisse.

Eine weitere innovative Technik, die heutzutage eingesetzt wird, ist Augmented Reality oder Mixed Reality. Diese Technologie hat ihren Ursprung in den 1990er Jahren, hat sich aber mittlerweile als etablierte Methode für verschiedene orthopädische Anwendungen durchgesetzt. Die Überlagerung eines computergenerierten Bildes über das eigentliche Gesichtsfeld kann in verschiedenen Bereichen wie Ausbildung, Chirurgie und Behandlung eingesetzt werden. Es wird interessant sein zu sehen, ob Augmented Reality die in sie gesetzten Erwartungen erfüllen kann.

Foto von Hammer & Tusk über Sprengkraft

Die Art von Technologie, die von der Öffentlichkeit am ehesten erkannt wird, ist die künstliche Intelligenz (KI). Die Wiederbelebung von neuronalen Netzwerken ist eine Art von KI, die oft als Deep Learning bezeichnet wird. Grundsätzlich handelt es sich bei KI-Anwendungen im Gesundheitswesen um eine Reihe von Technologien, die es Maschinen ermöglichen, zu erkennen, zu verstehen, vorherzusagen, zu lernen und auszuführen. KI kann Strukturen oder Muster in Daten leicht erkennen und hat bereits Anwendungen in der Klassifizierung von Humerusfrakturen und Kniearthrose gefunden. Dementsprechend sind Fragen in der medizinischen Welt nicht immer einfach zu beantworten. Sie erfordern eine komplexere Argumentation als ein einfaches Ja oder Nein. Die Zukunft der künstlichen Intelligenz ist jedoch vielversprechend, denn KI wird sich über das algorithmusbezogene Werkzeug, das sie heute ist, hinaus entwickeln. Sie wird zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Patienten, medizinisches Fachpersonal, Ärzte und viele andere werden. KI bietet das Potenzial, die menschliche Tätigkeit wirklich zu fördern.

Nicht zuletzt entwickelt sich die 3D-Drucktechnologie zu einem wichtigen Akteur in der orthopädischen Welt. Von kundenspezifischen Implantaten bis hin zu medizinischen Geräten und Orthesen hat sich diese additive Fertigungswelt bereits in mehreren Bereichen profiliert. Viele 3D-gedruckte patientenspezifische Implantate aus Metall werden bereits von mehreren orthopädischen Chirurgen aufgrund der Mikroporenstrukturen verwendet. Diese Texturen sorgen für eine bessere Verbindung zwischen dem Metall und dem Knochen. Bei Spentys nutzen wir die 3D-Drucktechnologie, um dem Patienten maßgeschneiderte Prothesen zu liefern, was die Bedeutung der additiven Fertigung in der heutigen Zeit unterstreicht, indem sie die personalisierte Gesundheitsversorgung unterstützt.

Aktuelle Technologietrends werden immer besser. Außerdem entwickeln Experten ständig technologische Neuerungen. Es ist wichtig, die zukünftige Ausrichtung zu überdenken und zu entscheiden, in welche Technologie die orthopädische Industrie investieren will. Das Hauptziel des Gesundheitssystems bleibt die Reduzierung von Zeit und Kosten bei gleichzeitiger Bereitstellung optimierter und personalisierter Ergebnisse. Da sich die Orthopädie-Branche in voller Entwicklung befindet, scheint eine Zukunft mit einer Kombination aus High-End- und klassischen Technologien unausweichlich.

Quellen

Innovationen bei orthopädischen Geräten werden die Branche verändern
https://aabme.asme.org/posts/innovations-in-orthopedic-devices-and-procedure-improvement-solutions-to-transform-the-industry

Knieimplantat-Sensor erzeugt seinen eigenen Strom
https://www.medgadget.com/2019/01/knee-implant-sensor-generates-its-own-electricity.html

Tech-Trends in der Orthopädie 2018
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6202771/

Wie die Technologie die Orthopädie verändert? 5 technologische Fortschritte, die es wert sind, einen Blick darauf zu werfen
http://blog.peekmed.com/how-technology-is-transforming-orthopedics/

Was ist Orthopädie
https://www.perimeterortho.com/what-is-orthopaedics.html

Orthopädische Industrie erreicht 49 Milliarden Dollar im Jahr 2017
https://www.orthoworld.com/index.php/publications/orthoknow_content/orthopaedic-industry-reaches-49-billion-in-2017

Was ist robotergestützte Chirurgie?
https://med.nyu.edu/robotic-surgery/physicians/what-robotic-surgery

Die vielversprechende Zukunft der KI in der Orthopädie
https://www.odtmag.com/issues/2018-08-01/view_columns/the-promising-future-for-ai-in-orthopedics/48672

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