Ein neues Konzept zur automatisierten Bewertung von Fertigkeiten in der minimal invasiven Chirurgie für Virtual Reality Simulatoren in Grid-Umgebungen

Die minimal invasive Chirurgie stellt besondere Anforderungen an die Chirurgen. Deshalb ist ein Simulator-Training wichtig. Für ein effektives Training ist eine automatisierte Beurteilung wesentlich. Deshalb wird hier ein neues, umfassendes Konzept für die automatisierte Bewertung von Fertigkeiten in der minimal invasiven Chirurgie für Virtual Reality Simulatoren vorgestellt. Dabei wird das Bewertungssystem für eine zeitnahe Beurteilung in einer Grid-Umgebung implementiert

Computerassistierte Präzisionschirurgie am Ohr

Chirurgische Eingriffe am Ohr stellen aufgrund der komplexen Anatomie und der Grössenverhältnisse der beteiligten anatomischen Strukturen eine Herausforderung für den HNO-Chirurgen dar. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für die roboterbasierte Navigation zur Hörgeräteimplantation vorgestellt. Insbesondere wird auf die Möglichkeit des Fräsens von Implantatlagern im Felsenbein eingegangen. Je präziser ein Implantat im Schädel verankert werden kann, desto einfacher ist der chirurgischen Ablauf. Weiterhin, profitieren Patienten von verkürzten Operationszeiten und weniger schmerzhaften Eingriffe

Computer-Assisted Precision Surgery in the Ear

Chirurgische Eingriffe am Ohr stellen aufgrund der komplexen Anatomie und der Grössenverhältnisse der beteiligten anatomischen Strukturen eine Herausforderung für den HNO-Chirurgen dar. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für die roboterbasierte Navigation zur Hörgeräteimplantation vorgestellt. Insbesondere wird auf die Möglichkeit des Fräsens von Implantatlagern im Felsenbein eingegangen. Je präziser ein Implantat im Schädel verankert werden kann, desto einfacher ist der chirurgischen Ablauf. Weiterhin, profitieren Patienten von verkürzten Operationszeiten und weniger schmerzhaften Eingriffen.Traditional surgical procedures involving the implantation of artificial hearing devices in the inner ear are challenging due to the size and complexity of anatomical structures within the temporal bone. To date, no stereotactic instrument guidance technology providing the necessary levels of accuracy is available. This work presents an approach to robot assisted implantation of hearing devices. Specifically, the robot system was used to milla cavity to for a direct acoustical stimulation implant. As the precision of such cavities increases, so also can future implant generations improve in terms of size, complexity and cost effectiveness. Additionally, patients themselves would profit from shorter procedure times and less painful interventions

Jahresbericht 2010 / Institut für Angewandte Informatik (KIT Scientific Reports ; 7601)

Das Institut für Angewandte Informatik (IAI) ist eine Organisationseinheit des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft. Das Institut betreibt Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet innovativer, anwendungsorientierter Informations-, Automatisierungs- und Systemtechnik

Jahresbericht 2011 / Institut für Angewandte Informatik (KIT Scientific Reports ; 7623)

Im Jahresbericht 2011 des Instituts für Angewandte Informatik werden nach einem kurzen Überblick über die Arbeiten die Forschungsergebnisse im Jahre 2011 berichtet, die Einordnung erfolgt entsprechend der Zuordnung der Vorhaben zu den Programmen des Großforschungsbereichs des KIT. Es schließt sich ein Verzeichnis der im Berichtszeitraum erschienenen Publikationen des Instituts an

Evaluation chirurgischer Kompetenz am Beispiel einer Mixed-Reality-basierten Trainingssimulation für perkutane Vertebroplastie (PV)

Das Ziel der vorliegenden Studie war die Operationalisierung chirurgischer Kompetenz am Beispiel einer Mixed-Reality-basierten Trainingssimulation für perkutane Vertebroplastie (MR-basierte PV-Trainingssimulation). Im Rahmen eines Pilotprojektes wurde diesem Bestreben durch die Konzeption eines Scoring-Systems, welches als Messinstrument ein sachliches und präzises Bewerten der chirurgischen Kompetenz eines Teilnehmers bei der Durchführung einer PV ermöglichen sollte, nachgekommen. Dabei sollten mögliche Forschungsansätze, Erkenntnisgewinne, sowie ggf. Widrigkeiten oder Komplikationen eruiert werden, welche einem zukünftigen größer angelegten Forschungsprojekt von Nutzen sein können. Als Forschungsmethode wurde demnach neben fortwährend empirischer Analyse ein konzeptionelles Vorgehen praktiziert. Die Studie fand in Zusammenarbeit mit der interdisziplinären Forschungsgruppe Navigation and Augmented Reality Visualization System (NARVIS) unter der Leitung von Prof. N. Navab und Prof. Dr. E. Euler statt und umfasst einen experimentellen, prospektiven, sowie einen statistischen, retrospektiven Teil. Der experimentelle Teil der Studie fand im Zeitraum 02/2018-10/2019 an der Klinik für Allgemeine, Unfall-, und Wiederherstellungschirurgie der Ludwig-Maximilians-Universität München statt. Er enthält die Durchführung der PV-Trainingssimulation durch elf Teilnehmer, sowie die dazugehörige Datenanalyse durch Auswertung von Audio- und Videodokumentationen, sowie Simulatordaten der PV-Trainingssimulation. Im Folgenden kam es durch Methodiken der Kognitiven Aufgaben-Analyse (CTA), Konsultation einschlägiger Fachliteratur, in situ Observation einer PV, sowie in Anlehnung an den als Prototyp zu verstehenden Bewertungsbogen „Vertebroplasty: Technical Skills Assessment Scale for Surgeons“ (TSA-Bogen) zur Konzeption des Fragebogens über die „Bewertung der Güte der Durchführung einer Vertebroplastie“ (BGDV-Fragebogen). Dessen Bearbeitung durch fünf Experten der Wirbelsäulenchirurgie ergab einen Expertenkonsensus. Basierend auf diesem Expertenkonsensus erfolgte die Konzeption des PV-Scores. Durch die Methode des Standard-Settings wurde der Algorithmus des PV-Scores formuliert. Dieser analysiert das zu erfassende Konstrukt der chirurgischen Kompetenz im Sinne einer Multi-Item-Skala. Anhand von neun Items, welche sich den Kategorien Zeit, Effizienz, Sicherheit, manuelle Geschicklichkeit, sowie Outcome zuordnen lassen, evaluiert er die Kompetenz eines Teilnehmers. Die resultierende Gesamtbewertung der Kompetenz erfolgt anhand einer Ordinalskala (Noten 1-6), welche mit der Ausformulierung seines Kompetenzniveaus in „sehr hoch/ hoch/ befriedigend/ ausreichend/ mangelhaft, bzw. ungenügend“ verbunden ist. Im Sinne eines diskriminativen Index wird anhand der Note und dem entsprechenden Kompetenzniveau eine Differenzierung der Teilnehmer in „bestanden vs. nicht bestanden“ vorgenommen. Der retrospektive Teil der Studie erfolgte im Zeitraum vom 10/2019-02/2020 und enthält die praktische Anwendung des PV-Scores auf die Daten der Teilnehmer der PV-Trainingssimulation. Anhand der ausgewerteten Ergebnisse des PV-Scores fanden Korrelationsanalysen zur Überprüfung der Kriteriums- und Konstruktvalidität statt. Somit sind erste Ergebnisse, bzw. Erfahrungen der praktischen Anwendung des PV-Scores in dieser Arbeit enthalten. Diese sind als die ersten Schritte auf einem lang angelegten Evaluierungsweg zu verstehen. Anknüpfung an den erläuterten Limitationen der vorliegenden Arbeit im Sinne von Modifikationen der Items bzw. weiteren Validierungsmaßnahmen, sowie ein klinischer Testeinsatz des konzipierten PV-Scores stellen Möglichkeiten für Anknüpfungspunkte zukünftiger Forschung dar. Langfristig könnte so ein Beitrag zur Steigerung der Akzeptanz und damit zur fortschreitenden routinemäßigen Anwendung des SBT geleistet werden, welches wiederum einen Meilenstein im Sektor Patientenschutz und Qualitätssicherung setzen kann