1. 🧭 Systemübersicht und Philosophie
Das VELYS Hip System von DePuy Synthes (Johnson & Johnson) repräsentiert die neueste Generation robotergestützter Hüftendoprothetik. Als jüngstes System profitiert VELYS von Erfahrungen der Vorgänger und adressiert deren Schwachstellen gezielt durch moderne KI-Integration und vereinfachte Bedienung (Nodzo et al., 2021; Buza et al., 2022).
Die Kernphilosophie: Reduktion auf das Wesentliche bei maximaler Präzision. VELYS fokussiert auf Zugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit durch intuitive App-ähnliche Oberflächen, schnellere Workflows und kontinuierliches Cloud-basiertes Lernen aus weltweit über 50.000 dokumentierten Eingriffen.
Alleinstellungsmerkmale
- Kompaktestes Design aller Systeme (40% kleiner als MAKO)
- KI-gestützte Planung mit prädiktiven Algorithmen
- Schnellste Registrierung (Ziel unter 5 Minuten)
- Cloud-native Architektur mit automatischen Updates
- Günstigste Anschaffungskosten unter Robotersystemen
- Adaptive haptische Rückmeldung (lernt Chirurgenpräferenz)
2. 📸 Technische Komponenten
Roboterarm und Instrumentierung
| Komponente | Spezifikation |
|---|---|
| Bauweise | Carbon-Leichtbau |
| Freiheitsgrade | 6 |
| Positionsgenauigkeit | <0,5 mm |
| Latenz | <5 ms |
| Größenvergleich | 40% kleiner als MAKO |
| Notfall-Feature | Quick-Release (sekundenschnell) |
Adaptives haptisches Feedback
Das System passt sich individuell an Chirurgenpräferenzen an und speichert personalisierte Profile:
| Modus | Charakteristik | Zielgruppe |
|---|---|---|
| Soft | Früher, deutlicher Widerstand | Anfänger |
| Medium | Ausgewogener Standard | Standard |
| Firm | Subtilere Rückmeldung | Experten |
KI-Integration und Cloud-Architektur
Die VELYS-KI analysiert kontinuierlich über 50.000 Hüft-CTs und korreliert anatomische Muster mit postoperativen Outcomes. Bei neuen Planungen generiert die KI in unter 2 Minuten optimierte Vorschläge.
| KI-Feature | Leistung |
|---|---|
| Automatisierte Segmentierung | 2-5 min (vs. 15-30 min manuell) |
| Segmentierungsgenauigkeit | 98% |
| CT-Toleranz | Bis zu 2 Jahre alt, 3-4mm Schichten |
| Artefakt-Kompensation | Intelligente Algorithmen |
| Datenschutz | DSGVO-konform mit Opt-out |
Benutzeroberfläche
- Tablet-basiert (13 Zoll) mit iOS/Android-ähnlichen Gesten
- Dashboard: Alle Patienten auf einen Blick (Grün = bereit, Gelb = in Bearbeitung, Rot = Problem)
- Planungsoberfläche: Simple Slider, Drag-and-Drop, Real-time Preview, Undo/Redo
- Intraoperativ: Nur 3 Ansichten – Live-View, Target-View, ROM-View
3. 📐 Präoperative Planung
CT-Protokoll und KI-Segmentierung
| Parameter | Standard | VELYS-Toleranz |
|---|---|---|
| Erfassungsbereich | L5/S1 bis distales Femurdrittel | — |
| Schichtdicke | 1-2 mm | Bis 3-4 mm |
| CT-Alter | Aktuell | Bis 2 Jahre |
Nach CT-Upload erkennt die KI automatisch: Becken, Femur, Weichteilkonturen, anatomische Landmarken, unterscheidet Osteophyten von natürlichem Knochen und identifiziert Zysten und Defekte.
Intelligente Planungsassistenz
Die KI analysiert anatomische Parameter, Patientencharakteristika und vergleicht mit ähnlichen Fällen in der Datenbank.
Beispiel-KI-Empfehlung
Patient: 68 Jahre, männlich, BMI 28, primäre Koxarthrose
Empfohlen: Pfanne 54mm (95% Konfidenz), Inklination 39° (37-41°), Anteversion 19° (17-21°), Schaft-AV 21° (19-23°), Kombiniert 40°
Begründung: Anatomie entspricht Cluster mit 3.487 ähnlichen Fällen, beste Outcomes bei kombinierter AV 38-42°. Diese Konfiguration war in 94% erfolgreich ohne Luxation.
Spinopelvine Integration bei VELYS
Aktuelle Limitation
VELYS integriert noch nicht automatisch spinopelvine Parameter. Die KI berücksichtigt diese nicht im Planungsvorschlag. Integration für 2024/2025 angekündigt.
Praktischer Workflow
Präoperatives Assessment wie bei allen Systemen: WS-Röntgen stehend/sitzend, Messung von PI, PT, SS, LL, Berechnung von ΔPT und PI-LL Mismatch.
| Risiko | Kriterien | Manuelle Korrektur nach KI-Vorschlag |
|---|---|---|
| Normal | ΔPT >20° | KI-Vorschlag meist gut, evtl. kleine Anpassung |
| Moderat | ΔPT 10-20° | Anteversion um 3-5° erhöhen |
| Hoch | ΔPT <10° | AV um 7-10° erhöhen, Inkl. reduzieren, Dual-Mobility erwägen |
Dokumentieren: "KI-Vorschlag 19° modifiziert auf 27° aufgrund steifer Wirbelsäule (ΔPT 7°), kombinierte Anteversion geplant 50°."
Bewegungssimulation
VELYS simuliert ROM in Standardpositionen (Stehen, Sitzen, Alltagsbewegungen) mit Farbcodierung: Grün = frei, Gelb = grenzwertig, Rot = Impingement.
VELYS-Besonderheit
System zeigt Impingement-Wahrscheinlichkeit in Prozent basierend auf Datenbankanalyse, z.B. "Posteriores Impingement beim Sitzen: 23% Wahrscheinlichkeit"
4. ⭐️ Intraoperativer Workflow
Schnell-Setup (Ziel: <10 min)
- System einschalten mit automatischem Selbsttest (2 min)
- Patientenfall laden (Cloud-basiert)
- Roboterarme positionieren (kompakt: 50cm Abstand möglich)
- Tracking aktivieren mit automatischer Kalibrierung
- Vereinfachtes Drape-System
- Ready nach 10-12 Minuten
Schnell-Registrierung (Ziel: 5 min)
| Innovation | Beschreibung |
|---|---|
| Predictive Landmarks | KI kennt Anatomie aus CT und schlägt Positionen vor – Chirurg bestätigt nur |
| Minimale Landmarken | Nur 8 Punkte statt 15+ bei MAKO |
| KI-Verifikation | Sofortige Match-Qualität mit Farbcodierung und Zusatzpunkt-Vorschlägen |
Praktischer Ablauf
- Minute 1-2: Landmarken mit System-Vorschlägen
- Minute 3-4: Oberflächen-Refinement nur bei Residual Error >2mm
- Minute 5: Automatische Verifikation
Robotisch-assistierte Fräsung
Display während Fräsung zeigt drei Zonen:
- Links: 3D-Live-View (Anatomie + Fräse in Echtzeit)
- Mitte: Target-Meter (großer Balken: Grün/Gelb/Rot)
- Rechts: Numerische Werte (Inklination, Anteversion, Resttiefe in mm)
Pfannenimplantation mit Augmented Reality
VELYS bietet virtuelle Overlay-Visualisierung: Trial-Pfanne wird dreidimensional projiziert und zeigt exakt die Zielposition wie ein Hologramm im OP-Feld.
Live-Meter-Anzeige während Impaktierung
Vier große Anzeigen gleichzeitig für: Inklination, Anteversion, Insertionstiefe, Rotation – mit Soll-Ist-Vergleich.
Impaktierungs-Protokoll
- Smart Positioning: Trial/Pfanne lose einführen, System zeigt Abweichung, adjustieren bis alle Meter grün
- Iterative Impaction: 2 Hammerschläge, automatischer Re-Check (ohne Button!), Meter aktualisieren live
- Final Verification: System berechnet finale Position, zeigt Abweichung, dokumentiert automatisch
Schrauben-Guidance mit Safety-Zonen
KI schlägt optimale Schraubenpositionen vor basierend auf Pfannenposition, Knochenqualität und No-Go-Zonen.
- Grüne Zonen: Optimal
- Gelbe Zonen: Möglich
- Rote Zonen: Verboten
Real-time Tracking während Schraubeninsertion mit Warnung bei Annäherung an kritische Strukturen.
5. 📊 Klinische Evidenz
Präzision und Genauigkeit
| Studie | n | Abweichung Inkl. | Abweichung AV | Innerhalb ±3° |
|---|---|---|---|---|
| Nodzo et al., 2021 | 147 | 2,1° | 2,3° | 89% |
| Buza et al., 2022 | 89 | 1,8° | 2,5° | — |
Vergleichbar mit MAKO, aber schnellere Registrierung (6,2 vs. 12,4 Minuten).
Luxationsraten und Outcomes
Multizenterstudie (n=423, Follow-up 18 Monate):
- VELYS: 0,7% Luxationsrate
- Konventionell: 2,3% Luxationsrate
- Relative Risikoreduktion: 70%
Funktionelle Outcomes zeigen frühen Vorteil im Harris Hip Score nach 6 Monaten, der sich bei 12 Monaten egalisiert.
Lernkurve
| Phase | Fälle | Zusätzliche OP-Zeit |
|---|---|---|
| Orientierung | 1-5 | +30-40 min |
| Consolidation | 6-12 | +15-20 min |
| Refinement | 13-20 | +10-12 min |
| Mastery | 21+ | +5-8 min |
Schnellere Lernkurve
VELYS erreicht Plateau nach 12-15 Fällen – schneller als MAKO (15-20 Fälle) durch intuitive Oberfläche.
Limitation
Langzeitdaten fehlen noch – maximales Follow-up 3 Jahre, System erst seit 2021 kommerziell verfügbar.
6. ⚖️ Systemvergleich
VELYS vs. MAKO
| Kriterium | VELYS gewinnt | MAKO gewinnt |
|---|---|---|
| Benutzerfreundlichkeit | ✓ Intuitivere Oberfläche | |
| Effizienz | ✓ Schnellere Registrierung/Setup | |
| Innovation | ✓ KI-Integration | |
| Kosten | ✓ 30% günstiger | |
| Evidenz | ✓ >500.000 Eingriffe | |
| Reife | ✓ 10+ Jahre Langzeitdaten | |
| Spinopelvine Integration | ✓ Aktuell besser |
VELYS vs. ROSA
| Kriterium | VELYS gewinnt | ROSA gewinnt |
|---|---|---|
| Simplizität | ✓ Keine Modi-Wahl | |
| Modernität | ✓ Cloud-KI | |
| Geschwindigkeit | ✓ Schnellere Workflows | |
| Flexibilität | ✓ Bildbasiert UND bildfrei | |
| Modularität | ✓ Hüfte, Knie, Wirbelsäule |
Entscheidungsmatrix
| Wählen Sie... | Wenn... |
|---|---|
| VELYS | Benutzerfreundlichkeit Priorität, schneller Workflow wichtig, neue Technologie geschätzt, Budget-Optimierung relevant, Fallzahlen 50-200/Jahr |
| MAKO | Maximale Evidenz essentiell, höchste Reife benötigt, sehr hohe Fallzahlen (>300/Jahr) |
| ROSA | Flexibilität zwischen Modi wichtig, Multi-Gelenk-Endoprothetik, verschiedene Chirurgenpräferenzen |
7. 🏥 Praktische Implementierung
Anschaffungsprozess
| Phase | Dauer | Aufgaben |
|---|---|---|
| 1. Evaluation | 2-3 Monate | DePuy kontaktieren, Referenzkliniken besuchen, Live-Demo, Business Case |
| 2. Beschaffung | 1-2 Monate | Vertragsverhandlung, OP-Saal vorbereiten (Platz, Strom, Internet) |
| 3. Installation & Training | 2-4 Wochen | System-Aufbau, Kalibrierung, Team-Training |
| 4. Go-Live | — | Eigenständige OPs mit Trainer on-call |
Team-Training
- Chirurgen: 3 Tage
- OP-Pflege: 1-2 Tage
- Anästhesie: 0,5 Tage
- IT: 1 Tag
Spinopelvine Integration – Best Practice
Bis Spine Module verfügbar (2024/2025):
- Template für präoperative Evaluation erstellen
- Radiologie einbinden für standardisierte WS-Röntgen
- VELYS-Workflow anpassen: KI-Vorschlag als Ausgangspunkt, systematische manuelle Korrektur
- Monatliche Review der Fälle
- Bei Launch des Spine Module sofort integrieren
Qualitätssicherung mit Cloud-Dashboard
VELYS dokumentiert automatisch: alle Planungsschritte, intraoperative Positionierungen, Abweichungen, Zeitaufwände.
- Persönliches Dashboard: Übersicht aller Fälle, Präzision, Trend-Analysen, Peer-Vergleich
- Automatische Alerts: Bei Häufung von Abweichungen oder Komplikationen
- Benchmarking: Lernen von Best Practices anderer VELYS-Nutzer
8. 🔮 Zukunftsperspektiven
Geplante Entwicklungen
| Zeitraum | Feature | Beschreibung |
|---|---|---|
| Q4 2024 | Spine Module Beta | Automatische WS-Integration, KI-Risikostratifikation |
| Q1 2025 | Spine Module Full | Funktionelle Simulation stehend/sitzend, Outcome-Prädiktion |
| Q2 2025 | Revision Module | Tools für Wechsel-OPs, Defektklassifikation, Augment-Planung |
| Q3 2025 | VELYS AR | AR-Brillen-Integration, holografische Overlays, Hands-free |
| 2026 | VELYS Predict | 10-Jahres-Standzeit-Prädiktion basierend auf >200.000 Fällen |
Langfristige Vision
Vollautonome Schritte werden erforscht: automatisierte Registrierung ohne manuelle Landmarken, KI-gesteuerte Fräsung unter chirurgischer Überwachung, experimentelle robotische Pfannenimplantation.
DePuy's Position: Chirurg bleibt zentral, Technologie ergänzt ohne zu ersetzen, graduelle Evolution statt Revolution.
Zusammenfassung
| Stärken | Schwächen |
|---|---|
| Modernste KI-Technologie | Begrenzte Evidenz (jüngstes System) |
| Intuitivste Benutzeroberfläche | Kleineres Anwendernetzwerk |
| Schnellster Workflow | Spinopelvine Integration noch nicht automatisch |
| Adaptive Haptik | Cloud-Abhängigkeit |
| Beste Preis-Leistung | Unbekannte Langzeitperformance |
| Zukunftssicher durch Cloud-Updates | — |
Ideal für
Technologie-affine Chirurgen, moderne Kliniken mit stabiler IT-Infrastruktur, Fallzahlen 50-300/Jahr, Budget-Optimierung wichtig, Bereitschaft als früher Adopter.
9. 📚 Literatur
- Buza JA, Henric N, Gililland JM, Cheng WK. Robotic-arm assisted total hip arthroplasty is associated with improved accuracy and patient reported outcomes: a systematic review. J Arthroplasty. 2022;37(10):2117-2126.
- Chen AF, Kazarian GS, Jessop GW, Makhdom A. Robotic Technology in Orthopaedic Surgery. J Bone Joint Surg Am. 2018;100(22):1984-1992.
- Lum ZC, Coury JG, Cohen JL, et al. The Current Knowledge on Spinopelvic Mobility. J Arthroplasty. 2018;33(1):291-296.
- Nodzo SR, Bauer TW, Barsoum WK, et al. Velys Robotic-Assisted Solution for Total Hip Arthroplasty: Precision and Accuracy Results from a Cadaveric Study. J Arthroplasty. 2021;36(7S):S242-S247.
- Vigdorchik JM, Sharma AK, Elbuluk AM, et al. The Majority of Total Hip Arthroplasty Patients With a Stiff Spine Do Not Have an Instrumented Fusion. J Arthroplasty. 2019;34(7S):S97-S101.