Overview

Die vorliegende Dissertation entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München. Den Herrn Prof. Dr. -Ing. J. Milberg und Prof. Dr. -Ing. G. Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank für die wohlwollende Förderung und großzügige Unterstützung meiner Arbeit. Herrn Prof. Dr. B. Radig, dem Leiter des Lehrstuhls für Informatik der Technischen Universität München, danke ich für die Übernahme des Korreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit. Darüberhinaus möchte ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts und allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstützt haben, recht herzlich danken. München, im Oktober 1995 Jose Luis Moctezuma de la Barrera Inhaltverzeichnis 0 Begriffserklärung und Formelverzeichnis vi 0. 1 Hauptachsen vi 0. 2 Hauptebenen vii Richtungen im Raum viii 0. 3 viii 0. 4 Bewegungsrichtungen ix 0. 5 Allgemeine Bezeichnungen Wichtige Knochen der Extremitäten xi 0. 6 xii 0. 7 Mathematische Definitionen 1 Einleitung 1 Einführung 1. 1 1. 2 Problemstellung 2 Stand der Technik 4 2 Computerunterstützte Planung chirurgischer Eingriffe 4 2. 1 2. 2 Therapiedurchführung unter Zuhilfenahme von passiven und aktiven Einrichtungen 5 2. 2. 1 Passive Einrichtungen (Navigations-und Positioniersysteme) 5 Aktive Einrichtungen (Handhabungsgeräte) 6 2. 2. 2 2. 3 Korrelation und Lagebestimmung mit 7 Bildverarbeitungsverfahren 2. 4 Zusammenfassung Stand der Technik 7 3 Zielsetzung und Vorgehen 10 4 Analyse der Einsatzmöglichkeiten und Anforderungen an das System 12 4. 1 Einsatzmöglichkeiten in der Orthopädie 13 4.

Full Product Details

Author:   Jose Luis Moctezuma de la Barrera
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Volume:   99
Dimensions:   Width: 14.80cm , Height: 1.10cm , Length: 21.00cm
Weight:   0.263kg
ISBN:  

9783540611455

ISBN 10:   3540611452
Pages:   160
Publication Date:   17 June 1996
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   Out of stock  
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Language:   German

Table of Contents

Inhaltverzeichnis.- 1 Einleitung.- 1.1 Einfuhrung.- 1.2 Problemstellung.- 2 Stand der Technik.- 2.1 Computerunterstutzte Planung chirurgischer Eingriffe.- 2.2 Therapiedurchfuhrung unter Zuhilfenahme von passiven und aktiven Einrichtungen.- 2.2.1 Passive Einrichtungen (Navigations- und Positioniersysteme).- 2.2.2 Aktive Einrichtungen (Handhabungsgerate).- 2.3 Korrelation und Lagebestimmung mit Bildverarbeitungsverfahren.- 2.4 Zusammenfassung Stand der Technik.- 3 Zielsetzung und Vorgehen.- 4 Analyse der Einsatzmoeglichkeiten und Anforderungen an das System.- 4.1 Einsatzmoeglichkeiten in der Orthopadie.- 4.2 Korrekturen am Huftgelenk.- 4.2.1 Anatomische Achsen und Winkelgroessen der unteren Extremitat.- 4.2.2 Korrekturmoeglichkeiten der Hufte.- 4.3 Weitere Korrekturmoeglichkeiten an den Extremitaten.- 4.4 Zusammenfassung Analyse der Einsatzmoeglichkeiten.- 4.5 Anforderungen an ein System zur computer- und roboterunterstuzten Chirurgie.- 4.5.1 Voraussetzungen fur die computerund roboterunterstutzte Chirurgie.- 4.5.2 Bildubernahme und Rekonstruktion.- 4.5.3 Computerunterstutzte Operationsplanung.- 4.5.4 Roboterunterstutzte Therapie.- 4.5.5 Benutzeroberflache.- 5 Konzeption und Systementwurf.- 5.1 Grundkonzeption.- 5.1.1 3-D Darstellungsverfahren diagnostischer Bildinformation.- 5.1.2 3-D Simulationssystem.- 5.1.3 Passive und aktive Hilfseinrichtungen.- 5.1.4 Grundkonzept fur die Korrelation.- 5.1.4.1 Darstellung des biologischen Objektes in einem korrelierbaren Bezugssystem.- 5.1.4.2 Nicht invasive Systeme.- 5.1.4.3 Invasive Systeme.- 5.2 Gesamtsystem zur computerund roboterunterstutzten Chirurgie.- 6 Teilsystem zur Rekonstruktion.- 6.1 Visualisierung von CT-Sequenzen.- 6.2 Bildauswertung fur die Diagnose.- 6.3 Extraktion von Konturen.- 6.3.1 Segmentierung.- 6.3.2 Konturenextraktion.- 6.4 3-D Rekonstruktionssystem.- 7 Teilsystem zur Planung der Therapie und deren Durchfuhrung.- 7.1 Analyse der herkoemmlichen Operationsplanung.- 7.1.1 Planung einer intertrochanteren Osteotomie.- 7.1.2 Umsetzung der Planung in der Operation.- 7.1.3 Fehlerquellen bei der Planung und Umsetzung.- 7.2 Simulationssystem.- 7.2.1 Koordinatensysteme.- 7.2.2 Geometriebeschreibung.- 7.3 Abbildung physiologischer Parameter und Funktionalitat.- 7.3.1 Allgemeines Schema.- 7.3.1.1 Isolierung von Teilbereichen.- 7.3.1.2 Berechnung der approximierenden Flache.- 7.3.2 Modul zur Definition der Femurschaftachse.- 7.3.3 Modul zur Definition des Femurkopfmittelpunktes.- 7.3.4 Modul zur Definition der Femurhalsachse.- 7.3.5 Modul zur Definition der Kniegelenksachse.- 7.3.6 Abbildung der Physiologie.- 7.4 Veranderung der Gestalt anatomischer Objekte.- 7.5 Auswahl geeigneter Implantate.- 7.5.1 Modellierung der lmplantate.- 7.5.2 Der Einpassvorgang.- 7.5.2.1 Die Bewertung des Sitzes.- 7.5.2.2 Bohrungen und Schrauben.- 7.6 Auswahl und Einsatzplanung der chirurgischen Instrumente.- 7.6.1 LASER-Zeigerinstrument.- 7.6.2 Bohrer.- 7.6.3 Oszillierende Sage.- 8 Teilsystem zur Therapiedurchfuhrung.- 8.1 Patientenlagerung.- 8.1.1 Fixierung.- 8.1.2 Ermittlung der optimalen Roboter-Patienten-Anordnung.- 8.2 Objektwiedererkennung und Korrelation.- 8.2.1 Voraussetzungen.- 8.2.2 Kamerakalibrierung.- 8.2.2.1 Fehlermoeglichkeiten.- 8.2.2.2 Kameramodell.- 8.2.2.3 Loesungsmethoden und Ergebnisse.- 8.2.3 Objektlagebestimmung.- 8.3 Durchfuhrung der Therapie.- 8.3.1 Roboterprogrammierung.- 8.3.2 Erstellung eines Roboterprogrammes.- 8.3.2.1 UEbersetzung des Operationsplans.- 8.3.2.2 Bahnplanung.- 8.3.3 Positioniergenauigkeit des Handhabungsgerates.- 8.3.3.1 Hintergrund.- 8.3.3.2 Genauigkeitskenngroessen.- 8.3.3.3 Fehlerkorrektur.- 8.3.4 Prozessdurchfuhrung.- 9 Realisierung und Erprobung.- 9.1 Systemintegration.- 9.1.1 Systemkommunikation zwischen den einzelnen Prozessen.- 9.1.2 DNC-Kommunikation.- 9.2 Systembeschreibung.- 9.2.1 Konzept der Benutzeroberflache.- 9.2.2 Grauwertbildvisualisierung und 3D-Rekonstruktion.- 9.2.3 Modifizierung gefundener Konturen.- 9.2.4 Planung der Therapie und deren Durchfuhrung.- 9.2.5 AEnderung eines Operationsplanes.- 9.2.6 Lageerkennung und Korrelation.- 9.2.7 Roboterunterstutzte Therapiedurchfuhrung.- 9.3 Erprobung.- 9.3.1 Eignung fur den klinischen Einsatz.- 9.3.2 Genauigkeit der Ausfuhrung.- 10 Zusammenfassung und Ausblick.- 11 Literaturverzeichnis.

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