Making complex medical decisions is becoming an increasingly challenging task due to the growing amount of available evidence to consider and the higher demand for personalized treatment and patient care. IT systems for the provision of clinical decision support (CDS) can provide sustainable relief if decisions are automatically evaluated and processed. In this paper, we propose an approach for quantifying similarity between new and previously recorded medical cases to enable significant knowledge transfer for reasoning tasks on a patient-level. Methodologically, 102 medical cases with oropharyngeal carcinoma were analyzed retrospectively. Based on independent disease characteristics, patient-specific data vectors including relevant information entities for primary and adjuvant treatment decisions were created. Utilizing the ϕK correlation coefficient as the methodological foundation of our approach, we were able to determine the predictive impact of each characteristic, thus enabling significant reduction of the feature space to allow for further analysis of the intra-variable distances between the respective feature states. The results revealed a significant feature-space reduction from initially 19 down to only 6 diagnostic variables (ϕK correlation coefficient ≥ 0.3, ϕK significance test ≥ 2.5) for the primary and 7 variables (from initially 14) for the adjuvant treatment setting. Further investigation on the resulting characteristics showed a non-linear behavior in relation to the corresponding distances on intra-variable level. Through the implementation of a 10-fold cross-validation procedure, we were further able to identify 8 (primary treatment) matching cases with an evaluation score of 1.0 and 9 (adjuvant treatment) matching cases with an evaluation score of 0.957 based on their shared treatment procedure as the endpoint for similarity definition. Based on those promising results, we conclude that our proposed method for using data-driven similarity measures for application in medical decision-making is able to offer valuable assistance for physicians. Furthermore, we consider our approach as universal in regard to other clinical use-cases, which would allow for an easy-to-implement adaptation for a range of further medical decision-making scenarios.

Manual accuracy in microsurgery is reduced by tremor and limited access. A surgical approach through the middle ear also puts delicate structures at risk, while the surgeon is often working at an unergonomic position. At this point a micromanipulator could have a positive influence. A system was developed to measure “working accuracy”, time and precision during manipulation in the middle ear. 10 ENT- surgeons simulated a perforation of the stapedial footplate on a modified 3D print of a human skull in a mock OR. Each trial was repeated more than 200 times aiming manually and using a micro-manipulator. Data of over 4000 measurements was tested and graphically processed. Work strain was evaluated with a questionnaire. Accuracy for manual and micromanipulator perforation revealed a small difference. Learning curves showed a stronger decrease both in deviation and time when the micromanipulator was used. Also a lower work strain was apparent. The micromanipulator has the potential as an aiding device in ear surgery. / Die manuelle Genauigkeit in der Mikrochirurgie wird duch Tremor und limitierten Zugang eingeschränkt. Ein chirurgischer Eingriff am Mittelohr birgt außerdem ein Verletzungspotential für empfindliche anatomische Strukturen. Überdies ist die Sitzposition des Operateurs oft unergonomisch. Ein neuartiger Mikromanipulator kann auf diese Faktoren einen positiven Einfluss haben. Eine spezielle Software wurde entwickelt und Genauigkeit, Zeit und Präzision bei einem Eingriff am Mittelohr zu bestimmen. 10 Kopf- Hals- Chirurgen simulierten die Perforation der Steigbügelfußplatte an einem 3D Modell eines menschlichen Schädels in einem Demonstrations- OP. Jeder Versuch wurde mehr als 200 mal zunächst manuell und später mit Hilfe des Mikromanipulators wiederholt. Die Daten von mehr als 4000 Messversuchen wurden getestet und grafisch dargestellt. Die Arbeitsbelastung wure mittels eines Fragebogens evaluiert. Manuelle und mikromanipulatorgestütze Genauigkeit zeigten einen signifikanten, jedoch ,absolut betrachtet,sehr geringen Unterschied der Genauigkeit. Die Lernkurven zeigten einen steileren Verlauf sowohl im Hinblick auf Genauigkeit als auch Versuchszeit, wenn der Mikromanipulator zur Anwendung kam. Weiterhin war eine geringere Arbeitsbelastung zu erkennen. Der Mikromanipulator birgt Potential als kompaktes Hilfsmittel für die Ohrchirurgie.

Manual accuracy in microsurgery is reduced by tremor and limited access. A surgical approach through the middle ear also puts delicate structures at risk, while the surgeon is often working at an unergonomic position. At this point a micromanipulator could have a positive influence. A system was developed to measure “working accuracy”, time and precision during manipulation in the middle ear. 10 ENT- surgeons simulated a perforation of the stapedial footplate on a modified 3D print of a human skull in a mock OR. Each trial was repeated more than 200 times aiming manually and using a micro-manipulator. Data of over 4000 measurements was tested and graphically processed. Work strain was evaluated with a questionnaire. Accuracy for manual and micromanipulator perforation revealed a small difference. Learning curves showed a stronger decrease both in deviation and time when the micromanipulator was used. Also a lower work strain was apparent. The micromanipulator has the potential as an aiding device in ear surgery.:Inhaltsverzeichnis 2 Bibliografische Beschreibung 3 Referat 3 1 Einführung 4 1.1. Mittelohrchirurgie= Mikrochirurgie 4 1.1.1. Stapedotomie- Operationsprinzip 4 1.1.2. Mögliche Komplikationen einer Stapedotomie durch manuelle Manipulation 4 1.2. Chirurgische Genauigkeit 5 1.3. Störfaktoren der Genauigkeit bei einem mittelohrchirurgischen Eingriff 6 1.3.1. Physiologische Limitationen der menschlichen Hand 6 1.3.2. Ergonomie des mittelohrchirurgischen Eingriffs 7 1.3.3. Besondere Bedingungen des mikrochirurgischen Eingriffs 8 1.4. Chirurgische Assistenzsysteme 8 1.5. Ziel der Arbeit 13 2 Publikationsmanuskript 15 3 Zusammenfassung 24 4 Literaturverzeichnis 30 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 36 Curriculum Vitae 37 Danksagung 39 / Die manuelle Genauigkeit in der Mikrochirurgie wird duch Tremor und limitierten Zugang eingeschränkt. Ein chirurgischer Eingriff am Mittelohr birgt außerdem ein Verletzungspotential für empfindliche anatomische Strukturen. Überdies ist die Sitzposition des Operateurs oft unergonomisch. Ein neuartiger Mikromanipulator kann auf diese Faktoren einen positiven Einfluss haben. Eine spezielle Software wurde entwickelt und Genauigkeit, Zeit und Präzision bei einem Eingriff am Mittelohr zu bestimmen. 10 Kopf- Hals- Chirurgen simulierten die Perforation der Steigbügelfußplatte an einem 3D Modell eines menschlichen Schädels in einem Demonstrations- OP. Jeder Versuch wurde mehr als 200 mal zunächst manuell und später mit Hilfe des Mikromanipulators wiederholt. Die Daten von mehr als 4000 Messversuchen wurden getestet und grafisch dargestellt. Die Arbeitsbelastung wure mittels eines Fragebogens evaluiert. Manuelle und mikromanipulatorgestütze Genauigkeit zeigten einen signifikanten, jedoch ,absolut betrachtet,sehr geringen Unterschied der Genauigkeit. Die Lernkurven zeigten einen steileren Verlauf sowohl im Hinblick auf Genauigkeit als auch Versuchszeit, wenn der Mikromanipulator zur Anwendung kam. Weiterhin war eine geringere Arbeitsbelastung zu erkennen. Der Mikromanipulator birgt Potential als kompaktes Hilfsmittel für die Ohrchirurgie.:Inhaltsverzeichnis 2 Bibliografische Beschreibung 3 Referat 3 1 Einführung 4 1.1. Mittelohrchirurgie= Mikrochirurgie 4 1.1.1. Stapedotomie- Operationsprinzip 4 1.1.2. Mögliche Komplikationen einer Stapedotomie durch manuelle Manipulation 4 1.2. Chirurgische Genauigkeit 5 1.3. Störfaktoren der Genauigkeit bei einem mittelohrchirurgischen Eingriff 6 1.3.1. Physiologische Limitationen der menschlichen Hand 6 1.3.2. Ergonomie des mittelohrchirurgischen Eingriffs 7 1.3.3. Besondere Bedingungen des mikrochirurgischen Eingriffs 8 1.4. Chirurgische Assistenzsysteme 8 1.5. Ziel der Arbeit 13 2 Publikationsmanuskript 15 3 Zusammenfassung 24 4 Literaturverzeichnis 30 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 36 Curriculum Vitae 37 Danksagung 39