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Einleitung: Chirurgierobotersysteme
Zusammenfassung Robotik in der Medizin
Cand.-Inform. Michael Aschke
Einleitung: Chirurgierobotersysteme
Roboterunterstützte Operationssysteme
Stand der Technik
Robotersysteme
Kinematik von Robotern
Positionsregelung von Robotern
Arbeitsraum von Robotern
Roboter in der Medizin
Beispiele für robotergetützte Operationssysteme
CASPAR
ROBODOC
AESOP 2000 (Computer Motion)
Hexapodsystem IPA
Bildgebende Verfahren
Röntgenverfahren
Tomographieverfahren
Computertomographie
Magnetresonanztomographie (MRT)
Sonographie
Der DICOM-Standard
2d-Bildbearbeitung
Bildverarbeitungroutinen für zweidimensionale medizinische Bilder
Funktionalität
Geometrische 3D-Oberflächenmodellierung
Delaunay-Triangulierung
Topologie von Körpern
Oberflächen von Körpern
Überblick gängiger Rekonstruktionsverfahren
Modellierung und Echtzeitsimulation deformierbarer Objekte
Einführung
Problemspezifikation und Stand der Technik
Problemstellung
Stand der Technik
Graphische Repräsentation
Physikalische Repräsentation
Interaktion, Kollisionsdetektion
Zusammenfassende Bewertung
Simulationssystem KISMET
MESD-Verfahren zur physikalischen Repräsentation deformierbarer Objekte
Anforderungen und Grundlagen
Grundlagen aus der Mechanik
Grundlage nodaler Netze, Abgrenzung zur FEM
Konzept des MESD-Verfahrend und Modellbildung
Interaktion und Manipulation deformierbarer Objekte
Anforderung und Konzeption
Effiziente Kollisionserkennung
Vereinfachung der Instrumentengeometrie
Netztrennung
Implementierung chirurgischer Effektorfunktionalitäten
Der karlsruher Endoskopie-Trainer
Minimal-Invasive Chirurgie, Systemanforderungen
Konzept, Aufbau, etc.
Matchen von Bilddaten
Registrierung (MAtchen) von Bilddaten
Matching-Verfahren
Starres Matchen
Merkmale
Einfaches Affines Matchen nach Günzel (Für Kopfaufnahmen)
Probalistisches (Affines) Matchen nach Pokrandt
Elastisches Matchen
Zusammenfassung
Interaktive Operationsplanung
Stand der Technik
Klinische Praxis
Weichgewebemodelle in der Computeranimation
Weichgewebesimulationen in der Medizin
Aktuelle Forschung
Diskussion
Das Operationsplanungssystem
Datenaquisition und -aufbereitung
3D Laser Scanner
Visualisierung der Patientendaten
Visualisierung der 3D Laser Scanner Daten
Visualisierung computertomographischer Aufnahmen
Volumenbasierte Visualisierungsverfahren
Registrierung der Patientendaten
Planung und Simulation skelettverlagernder Korrekturoperationen
Kephalometrische Analyse des Gesichtsschädels
Manipulation der Knochenstruktur
Unterstützende Systeme
CAS
VR in der Medizin
VR Systeme
Die drei I's der Virtual Reality
Klassifizierung der VR
VR Ausgabegeräte
Visuelle Ausgabegeräte
Akustische Ausgabegeräte
Haptische Ausgabegeräte
VR Eingabegeräte
Manipulations und Navigationsdevices
Integration der VR in den klinischen Betrieb
VR in Ausbildung und Training
VR in Operationsplanung und Therapie
Telerobotik und Telemedizin
Navigationssysteme
Das SPOCS-System
Das Polaris-Navigationssystem
Die CCD-Kameras
Der Pointer
Der Rigid Body
Kommunikation
Cyclic Redundancy Check
Datenformat
Sensorfusion Navigationssystem/Roboter
Realisierung der Sensorfusion
Kalibrierung
Fusion der Koordinaten
Registrierung des Patienten
Registrierung mit dem Roboter
Denavit-Hartenberg-Transformation
Erstellung einer Transformationsmatrix
Registrierung
Null-Kraft-Regelung (NKR)
NKR-Fuhren
NKR-Einfügen
Störgrößenkompensation
Zusammenfassung
Intraoperative Lagebestimmung
Bewegungskompensation als Steuerung
Bohren im Schädel
Ziel der Untersuchung und prinzipielle Vorgehensweise
Voraussetzungen für den Bohrvorgang
Orientierungsmatrix-Bestimmung unter Vorgabe von zwei Punkten
Positionieren von Markern in CT-Bildern
Klassifikation von Markern
Ausführung von Linearbewegungen an einem Schädel
Versuchsaufbau
Analyse verschiedener Winkel
Betrachtung der Bohrhülsenpositionen
Ergebnisse
Festlegungen und Definitionen
Resultate bei isolierter Betrachtung einer einzelnen Bohrhülse
Konsequenzen bei der Berücksichtigung der Gesamtstruktur eines Schädels
Zusammenfassung und Ausblick
Folien zu verschiedenen medizinischen Robotersystemen
Über dieses Dokument ...
Michael Aschke 2000-11-23
