Dienstag, 16. Juli 2019
Navigation öffnen

SchwerpunktAugust 2017

01. August 2017
Seite 1/3
Minimalinvasive Handchirurgie: Trainingssystem für chirurgische Eingriffe an komplexen Knochenstrukturen

Bei hochkomplexen chirurgischen Eingriffen am Knochen ist es äußerst wichtig, Verletzungen von Risikostrukturen zu vermeiden. Um solche Eingriffe sicher und fehlerfrei durchführen zu können, ist eine langjährige Erfahrung sowie umfangreiche theoretische und praktische Ausbildung für Chirurgen notwendig. Mit der Entwicklung eines kompakten haptisch und visuell unterstützten Trainingssystems (HaptiVisT) würde den Ärzten in der minimalinvasiven Handchirurgie eine innovative Möglichkeit geboten, ihr Können jederzeit im Klinikalltag und auf gemeinsamen Fortbildungen zu verbessern. Dabei wird auf Elemente der virtuellen Realität, der haptischen Mensch-Maschine-Interaktion und des Gamification zurückgegriffen.
Anzeige:
Derzeit ist es möglich, Bohrungen mit Hilfe von synthetischen und aufgetauten Tierkadaver-Knochen unter hohem Aufwand zu trainieren. Allerdings bietet dies eine begrenzte Realität und eine unzureichende Nachbildung der menschlichen Anatomie (1). Zusätzliches Training findet traditionell im Operationssaal statt, welches sich jedoch sehr zeitaufwändig gestaltet (Zeit im Operationssaal, Zeit des Lehrers). HaptiVisT bietet den Handchirurgen die Möglichkeit, Ihr Können sowohl im Klinikalltag als auch auf Fortbildungen zu verbessern.

 
Bild: OTH Regensburg / www.florianhammerich.com
Minimalinvasive Handchirurgie – OTH Regensburg



Ausgangslage und Schwierigkeit
Liegt beispielsweise eine CMC Luxationsfraktur (Transfixation Carpometacarpale Luxationsfraktur) eines Patienten vor, welche durch einen schweren Sturz auf die Hand oder einen Verkehrsunfall entstehen kann, luxiert entweder der 5te Finger basisnah, oder die Gelenkbasis bricht proximal. Dieser Bruch tritt sehr selten auf und bedarf deswegen eines besonders intensiven Trainings. Zur Vermeidung einer erneuten Dislokation und Ausheilung in Fehlstellung wird eine Operation empfohlen. Nach geschlossener Reposition muss der Bruch mittels Kirschner-Draht (K-Draht ) versorgt werden. Hierzu wird der K-Draht in der Bohrmaschine durch eine kleine Stichinzision auf die Kortikalis des Knochens herangeführt. Die Schwierigkeit in einer solchen operativen Versorgung liegt einerseits im Finden des richtigen Bohrwinkels, da die Haut des Patienten nicht transparent ist. Trifft man am Anfang nicht den richtigen Winkel, können entweder Sehnen oder Nerven verletzt oder der zu versorgende Knochen verfehlt werden. Andererseits muss ein Abrutschen am Knochen unbedingt vermieden werden, um kein Weichteilgewebe zu schädigen.
 
Hardware und Prototypenaufbau
Für eine realitätsnahe Umsetzung des Trainingssystems werden einige technische Input- und Output-Geräte benötigt, welche in der Abbildung 1 dargestellt sind. Zur Hardware gehört ein haptischer Arm (Haption GmbH Aachen, Virtuose 6D Desktop). Dieser Arm besitzt 6 Freiheitsgrade, einen Bewegungsumfang in Translation von 20 cm x 20 cm x 20 cm und in Rotation von 200° - 90° - 200°. Dabei erzeugt er eine maximale Kraft in Translation von 10 Newton [N] bzw. ein maximales Drehmoment von 0.4 Newtonmeter [N.m]. Mit diesem Arm kann zum einen die Position und Lage des Bohrers im Raum an den Computer übergeben werden, zum anderen ist es zusätzlich möglich, ein Kraftfeedback vom Computer an den haptischen Arm zu senden. Durch diese übertragene Kraft wird erreicht, dass virtuelle Objekte, die sich nur in der Visualisierung auf einem Bildschirm befinden, erfühlt und ertastet werden können. Ein autostereoskopischer (AS) Single-User 3D-Monitor wird zur Visualisierung verwendet (SeeFront GmbH Hamburg). Im Gegensatz zu herkömmlicher 3D-Visualisierung mit Shutter- oder Polarisationsfilter-Billen wird hier keine Brille benötigt. Der Monitor benutzt eine Eye-Tracking-Bar zur Verfolgung der Augenposition eines Users. Somit kann durch die Kombination komplexer Linsensysteme im Fall eines Side-by-Side Videomaterials das linke Bild an das linke Auge und das rechte Bild an das rechte Auge des Users gesendet werden. Für eine bimanuelle Haptik liegt ein haptisches Handphantom zwischen dem User und dem 3D-Monitor. An diesem Phantom kann der trainierende Chirurg wichtige Markerpunkte einer menschlichen Hand erfühlen. Diese sind für die Bohrung durch einen Knochen dringend erforderlich. Dreht und wendet der User das haptische Phantom oder ändert die Position durch Translation, soll die Visualisierung des zu operierenden Arms am 3D-Monitor dieser Bewegung folgen. Das wird durch Tracking des Phantoms mit einer stereoskopischen Echtzeit-Tracking-Kamera (ClaroNav, MicronTracker) ermöglicht. Die Tracking-Kamera nimmt die Position und Lage spezieller Marker im 3D-Raum auf und übermittelt diese Daten an den Computer.
 

 
Vorherige Seite

Das könnte Sie auch interessieren

Internetbasierte Hilfe für Eltern in Bayern mit chronisch kranken Kindern

Internetbasierte Hilfe für Eltern in Bayern mit chronisch kranken Kindern
© bubutu / Fotolia.com

Rund 100.000 Kinder in Bayern sind von Asthma betroffen, so der aktuelle bayerische Kindergesundheitsbericht. "Das ist nicht nur für die Kleinen belastend, sondern auch für deren Familien", sagt Christian Bredl, Leiter der Techniker Krankenkasse (TK) in Bayern. Mütter, Väter oder Geschwister kommen oft körperlich und psychisch an ihre Grenzen. Hinzu kommt, dass vier von fünf der betroffenen Eltern keine Angebote zur Familienentlastung kennen. "Wir möchten das ändern und mit dem Projekt 'Beratung von Eltern chronisch kranker Kinder...

Neue Version der Patientenleitlinie "Unipolare Depression" veröffentlicht

Neue Version der Patientenleitlinie "Unipolare Depression" veröffentlicht
© imagesetc / Fotolia.com

Depressionen sind weltweit häufige Erkrankungen. Allein in Deutschland sind innerhalb eines Jahres rund 6,2 Millionen Menschen betroffen. Gleichzeitig ist die Dunkelziffer hoch: Oft werden depressive Erkrankungen nicht festgestellt, weil Betroffene keine fachliche Hilfe suchen oder die Krankheit nicht erkannt wird. Dabei stehen heute evidenzbasierte Therapieverfahren zur Verfügung, mit denen sich Depressionen in den meisten Fällen gut behandeln lassen.

Patientenbroschüre informiert über Schlaganfallrisiko bei Vorhofflimmern

Patientenbroschüre informiert über Schlaganfallrisiko bei Vorhofflimmern
© sudok1 / Fotolia.com

Die bewährte Patientenbroschüre „Schlaganfallrisiko bei Vorhofflimmern. Erkennen. Handeln. Vorbeugen“ ist jetzt in einer überarbeiteten Neuauflage verfügbar. In patientengerechter Sprache erfahren Betroffene und ihre Angehörigen, was Vorhofflimmern ist, wie es behandelt wird und wie sie selbst das individuelle Schlaganfallrisiko senken können. Die Neuauflage hat durch das Institut für hausärztliche Fortbildung im Deutschen Hausärzteverband (IHF) e. V. das IHF -Patientensiegel „Zertifizierte Inhalte – Für Patienten...

Der Patienten- und Pflegebeauftragte der Bayerischen Staatsregierung rät zur Patientenverfügung

Der Patienten- und Pflegebeauftragte der Bayerischen Staatsregierung rät zur Patientenverfügung
© Pixelot / fotolia.com

Die Patientenverfügung ist wichtig, wenn durch Unfall, Krankheit oder Alter der eigene Wille nicht mehr ausgedrückt werden kann. Denn: Angehörige dürfen im Ernstfall keine medizinischen Entscheidungen treffen. Darauf weist Christian Bredl, Chef der Techniker Krankenkasse (TK) in Bayern, hin. Er rät deshalb dazu, rechtzeitig eine Patientenverfügung schriftlich zu fixieren.  

Es ist mehr als nur eine Ausrede: Migräne am Arbeitsplatz

Es ist mehr als nur eine Ausrede: Migräne am Arbeitsplatz
© deagreez / fotolia.com

Mit starken Kopfschmerzen, Übelkeit, Licht- und Geräuschempfindlichkeit zur Arbeit? Für viele Migränepatienten ist das Alltag. Ein Großteil der 900.000 an Migräne leidenden Deutschen schleppt sich trotz starker Schmerzen zur Arbeit – aus Angst einen schlechten Eindruck bei Arbeitskollegen und Vorgesetzten zu hinterlassen. Denn wer über Kopfschmerzen klagt, trifft immer noch auf Vorurteile. Nicht selten wird Migräne belächelt und als Ausrede abgetan. Zum Tag der Arbeit berichten Migränepatienten und Nutzer der Kopfschmerz- und...

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Minimalinvasive Handchirurgie: Trainingssystem für chirurgische Eingriffe an komplexen Knochenstrukturen"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.