Image Guided Surgery - Technische Universität Dresden

Temperatur, Beleuchtung, Luftfeuchtigkeit und Magnetfelder. Als limitierender Fak-
tor muss die massive Bewegungseinschränkung des Chirurgen und die in jedem Fall
erforderliche Fixierung des Patienten gesehen werden.
Unter den berührungslos arbeitenden Navigatoren unterscheidet man solche, welche
die Instrumentenlage akustisch, elektromagnetisch oder optisch messen.
1.4.2 Akustische Systeme
Akustische Navigatoren arbeiten im Ultraschallbereich oberhalb 20 kHz und basieren
auf der Laufzeitmessung von Schallwellen. Schallsender, spezielle Lautsprecher, die
auf den Instrumenten montiert sind, emittieren Schallwellen unterschiedlicher Fre-
quenz, die von einer Reihe im Operationssaal angeordneter Mikrophone empfangen
werden. Durch die Laufzeitunterschiede, der von den verschiedenen Mikrophonen
empfangenen Signale, lässt sich im Triangulationsverfahren die genaue Position des
Schallsenders bestimmen. Um daraus die Orientierung eines Instrumentes ableiten zu
können, ist ein Satz von drei Sendern pro Instrument erforderlich. Obwohl dieses Sys-
tem eine Reihe von Vorteilen im Labor aufweist (Schnelligkeit, Genauigkeit), ist die
praktische Anwendbarkeit beschränkt. Schallwellen lassen sich leicht ablenken und
sind in ihrer Laufzeit von der Lufttemperatur abhängig. Da es aus den genannten
Gründen häufig zu Fehlmessungen kommen kann, wird diese Technologie kaum noch
eingesetzt.
In Bezug auf den Einsatz in der dentalen Implantologie würde sich ein zusätzliches
Problem, das die Betriebssicherheit der Sensoren betrifft, ergeben. So könnten beim
Betrieb von Bohrwerkzeugen Oberwellen auftreten, die bis in den Bereich der Sende-
frequenz von Ultraschallgebern hinaufreichen [103].
1.4.3 Elektromagnetische Positionssensoren
Bei der auf Magnetfeldern beruhenden Messung der Sensorenlage werden mit Hilfe
von mehreren Sendeantennen (Spulen) magnetische Felder mit definierten Ausrich-
tungen aufgebaut.
Elektromagnetische Systeme bestehen aus einem Generator, der ein homogenes Mag-
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