Entwicklung und Evaluierung eines haptisch-visuellen Lernsystems für chirurgische Eingriffe
Projektbeschreibung
Motivation
Die Durchführung komplexer Operationen an knöchernem Gewebe unter Vermeidung von Verletzungen von Risikostrukturen wie Nerven oder Gefäßen gehört zu den wichtigsten Tätigkeiten von Chirurgen. Um solche Eingriffe sicher und fehlerfrei durchzuführen, ist eine umfangreiche theoretische und praktische (teilweise berufsbegleitende) Aus- und Fortbildung sowie langjährige Erfahrung notwendig.
Ziele und Vorgehen
In diesem Projekt wird ein haptisch-visuelles Trainingssystem für chirurgische Eingriffe an komplexen Knochenstrukturen unter Nutzung klinischer Volumendaten (CT, MRT) realisiert, das als sog. „Serious Game“ mit immersiver Didaktik gestaltet wird. Es bildet damit eine synergistische Ergänzung von vorhandenen Aus- und Fortbildungsmöglich- keiten an Tiermodellen und füllt die Lücke zwischen „Üben an Patienten“ und realitätsnaher virtueller Interaktion durch ein haptisches und visuelles Lernerlebnis.
Innovationen und Perspektiven
Die stetige Fortbildung des ärztlichen Personals im Bereich der minimalinvasiven Chirurgie bleibt so nicht auf wenige, spezialisierte Zentren beschränkt, sondern lässt sich auch auf kleinere Kliniken im ländlichen Raum ausdehnen. Eine derartige Verbreiterung der praxisnahen Aus- und Fortbildung in chirurgischen Spezialdisziplinen kann einen wichtigen Beitrag leisten, um dem Facharztmangel in der Fläche zu begegnen.
Realisierung der minimal-invasiven Handchirurgie
Teilprojekt der OTH Regensburg
Förderung
BMBF Fördermaßnahme im Rahmen des Förderschwerpunktes "IKT 2020 - Forschung für Innovationen", Förderkennzeichen 16SV7560
Zeitraum und Volumen
Juni 2016 bis Mai 2019
Gesamtprojekt: ca. 1,26 Mio €, Teilprojekt der OTH Regensburg: ca. 357 T€
Kooperationspartner
- szenaris GmbH, Bremen
- seeFront GmbH, Hamburg
- Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), Erlangen
- Universitätsklinikum Leipzig AöR, Leipzig
- Universitätsklinikum Regensburg, Regensburg
- Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Regensburg
Team OTH Regensburg
- Christoph Palm (Projektleiter, Regensburg Medical Image Computing)
- Johannes Maier (Regensburg Medical Image Computing)
- Sonja Haug (Institut für Sozialforschung und Technikfolgenabschätzung)
- Karsten Weber (Institut für Sozialforschung und Technikfolgenabschätzung)
- Ulrike Scorna (Institut für Sozialforschung und Technikfolgenabschätzung)
- Florian Olbrich (Sensorik Applikationszentrum)
Veröffentlichungen
Palm, Christoph (Prof. Dr.) - Projekt HaptiVisT
2020 |
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| Johannes Maier | Entwicklung eines Haptisch und Visuell unterstützten Trainingssystems (HaptiVisT) für komplexe Knochenbohrungen in der minimalinvasiven Handchirurgie | Doctoral thesis, 2020 | BibTeX 978-3-8440-7547-2, |
| Johannes Maier, Maximilian Weiherer, Michaela Huber, Christoph Palm | Optically tracked and 3D printed haptic phantom hand for surgical training system | Quantitative Imaging in Medicine and Surgery, 10(02), pp. 340-455, 2020 | BibTeX DOI |
2019 |
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| Johannes Maier, Jerome Perret, Martina Simon, Stephanie Schmitt-Rüth, Thomas Wittenberg, Christoph Palm | Force-feedback assisted and virtual fixtures based K-wire drilling simulation | Computers in Biology and Medicine, Vol.114, pp. 1-10, 2019 | BibTeX DOI |
| Johannes Maier, Maximilian Weiherer, Michaela Huber, Christoph Palm | Imitating human soft tissue on basis of a dual-material 3D print using a support-filled metamaterial to provide bimanual haptic for a hand surgery training system | Quantitative Imaging in Medicine and Surgery, 9(1), pp. 30-42, 2019 | BibTeX DOI |
2018 |
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| Thomas Eixelberger, Thomas Wittenberg, Jerome Perret, Uwe Katzky, Martina Simon, Stephanie Schmitt-Rüth, Mathias Hofer, M. Sorge, R. Jacob, Felix B. Engel, A. Gostian, Christoph Palm, Daniela Franz | A haptic model for virtual petrosal bone milling | 17. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie (CURAC2018), Tagungsband, 2018, Leipzig, 13.-15. September, pp. 214-219, 2018 |
BibTeX |
| Daniela Franz, Maria Dreher, Martin Prinzen, Matthias Teßmann, Christoph Palm, Uwe Katzky, Jerome Perret, Mathias Hofer, Thomas Wittenberg | CT-basiertes virtuelles Fräsen am Felsenbein | Bildverarbeitung für die Medizin 2018; Algorithmen - Systeme - Anwendungen. Proceedings des Workshops vom 11. bis 13. März 2018 in Erlangen, pp. 176-181, 2018 | BibTeX 978-3-662-56537-7, DOI |
| Johannes Maier, Michaela Huber, Uwe Katzky, Jerome Perret, Thomas Wittenberg, Christoph Palm | Force-Feedback-assisted Bone Drilling Simulation Based on CT Data | Bildverarbeitung für die Medizin 2018; Algorithmen - Systeme - Anwendungen; Proceedings des Workshops vom 11. bis 13. März 2018 in Erlangen, pp. 291-296, 2018 | BibTeX DOI |
2017 |
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| Johannes Maier, Sonja Haug, Michaela Huber, Uwe Katzky, Sabine Neumann, Jérôme Perret, Martin Prinzen, Karsten Weber, Thomas Wittenberg, Rebecca Wöhl, Ulrike Scorna, Christoph Palm | Development of a haptic and visual assisted training simulation concept for complex bone drilling in minimally invasive hand surgery | CARS Conference, 5.10.-7.10.2017, 2017 |
BibTeX |
2016 |
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| Daniela Franz, Uwe Katzky, S. Neumann, Jerome Perret, Mathias Hofer, Michaela Huber, Stephanie Schmitt-Rüth, Sonja Haug, Karsten Weber, Martin Prinzen, Christoph Palm, Thomas Wittenberg | Haptisches Lernen für Cochlea Implantationen | 15. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie (CURAC2016), Tagungsband, 2016, Bern, 29.09. - 01.10., pp. 21-26, 2016 |
BibTeX |