Henn, Konrad: Konzeption und Aufbau eines Systems zur navigierten und roboter-assistierten Laserosteotomie mit spektroskopischer Rückkopplung. 2015
Inhalt
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- Kurzfassung
- Abstract
- 1. Einleitung
- 2. Medizinisch-technischer Hintergrund
- Notwendigkeit der Osteotomie
- Aktuelle Osteotomieinstrumente
- Aktuelle klinische Laseranwendungen
- Aktuelle klinische Roboterassistenzsysteme
- 3. Grundlagen der Laserosteotomie und Motivation des ForschungsprojektesESCURAL
- Anatomie und Physiologie menschlicher Knochen
- Physikalische Eigenschaften von Knochen
- Laserablationsmechanismus
- Histologische Ergebnisse laserbasierter Osteotomien
- Aktuelle Grenzen der Laserosteotomie und Motivation des ProjektesESCURAL
- 4. Konzeption des Gesamtsystems ESCURAL
- Benutzerschnittstelle des Steuerungsprogramms
- Optischer Positionssensor NDI Polaris
- Grundlagen der optischen Positionsmessung
- Positionssensor NDI, In-Line-Probe
- Positionssensor NDI, Tracker 2
- Roboter Mitsubishi Electric RV-6SL
- Allgemeine Beschreibung
- Kinematisches Modell
- Registrierung des Roboterflansches
- Registrierung des Laserfokuspunktes
- Registrierung des Roboters im Koordinatensystem der Kamera
- Roboterüberwachung
- Planung einer Operation
- Berechnung von Instrumententrajektorien
- Berechnung von Positionstrajektorien
- Berechnung von Zeitindizes in der normierten Zeit
- Berechnung von Orientierungstrajektorien
- Zusammenfügen der Ergebnisse
- Diskussion der Berechnung der Instrumententrajektorien
- Laserosteotom
- Nachführung des Fokuspunktes
- Berechnung der Roboteransteuerungskoordinaten
- Zusammenfassung Kapitel 4
- 5. Entwicklung einer Schnittüberwachung für die Laserosteotomie
- Notwendigkeit der Schnittüberwachung
- Bisherige Ansätze
- Plasmaspektroskopie
- Auswertung der Spektren
- Messergebnisse
- Positionierung und Orientierung des Lichtwellenleiters und des Luftwassersprays
- Geschwindigkeit und Grenzen der Schnittüberwachung
- Weitere Ansätze zur Anwendung des entwickelten Verfahrens der Schnittüberwachung
- Zusammenfassung Kapitel 5
- 6. Test des Gesamtsystems durch Laborexperimente
- Versuchsdurchführung
- Navigierte Testschnitte
- Positionierungsgenauigkeit
- Zusammengesetzte gerade Schnitte
- Zusammengesetzte Schnitte mit geplanter Geometrie
- Linearisierung von Trajektorien
- Schnitte auf gekrümmten Oberflächen
- Navigierte Testschnitte mit Schnittüberwachung
- Zusammenfassung Kapitel 6
- 7. Zusammenfassung und Ausblick
- 8. Anhänge