Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Graduiertenkolleg 1126 „Intelligente Chirurgie”
Oberflächenrekonstruktion von OP-Aufnahmen; rechts: Kraft-Momenten-Sensor in
Instrument
Teilprojekt T1 – Kollisionsvermeidende Bahn- und Standortplanung für ein
Telemanipulatorsystem in der minimalinvasiven Chirurgie
Ziel des Teilprojekts T1 des Graduiertenkollegs 1126 ist die Entwicklung von Methoden
zur Optimierung des Aufbaus bei einem telemanipulatorgestützten, minimalinvasiven, viszeralchirurgischen
Eingriff. Es sollen die Eintrittspunkte der Instrumente
(Trokarpositionen) und die Lage und Position des Manipulatorstativs dahingehend optimiert
werden, dass während der Operation keine Kollisionen zwischen den Armen auftreten,
die Zielregionen erreichbar sind und der Chirurg genügend Bewegungsspielraum
hat. Die Visualisierung der optimierten Trokarpositionen erfolgt durch Erweiterte Realität
mit einem Projektor- und Kamerasystem.
Um die Optimierung durchzuführen, wurde eine Simulationsumgebung erstellt, die ein
Menschmodell und ein kinematisches Modell des Telemanipulators enthält. Mit der
Simulation ist es möglich, die Erreichbarkeit der Zielregionen sowie die Kollisionsgefahr
bei realen Operationen zu evaluieren.
Im Jahr 2009 wurde der Fokus auf die mathematische Optimierung gelegt, sowie auf
die Erstellung und Umsetzung eines Konzepts, Interventionen des Operateurs algorithmisch
zu beschreiben. Die dadurch gewonnene Repräsentation des Arbeitsbereichs soll
zudem als Navigationshilfe für den Operateur zur Verfügung gestellt werden.
Bestimmung der
optimalen
Anfangskonfiguration
eines
robotergestützten
minimalinvasiven
Eingriffs durch
Optimierung
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