Roboterunterstützte, erwartungskonforme Endoskopführung in der endosalen Chirurgie

• Applicants: Professor Dr. Friedrich Bootz; Professor Dr.-Ing. Friedrich M. Wahl
• Subject Area: Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
• Term: from 2004 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5431779

Die minimal-invasive Chirurgie in der HNO-Heilkunde hat durch die Anwendung endonasal endoskopischer Verfahren eine bedeutsam Weiterentwicklung erfahren. Hauptkritikpunkt dieser OP-Konfiguration ist jedoch die Beschränkung auf ein Arbeitsinstrument, da die zweite Hand des Operateurs das Endoskop führt. Ziel dieses Vorhabens ist die robotische Führung des Endoskops unter Berücksichtigung der Weichteil- und Knochenstrukturen. Das Endoskop folgt dabei den Werkzeugbewegungen des Chirurgen, ohne Risikoareale zu schädigen. Der Operateur wird durch die "dritte Hand" nicht nur entlastet, sondem erhält zusätzliche Orientierungs- und Warnhinweise für das benutzte Werkzeug und das Endoskop, d.h. das Risikopotenzial der Eingriffe wird dadurch verringert. Um eine erwartungskonforme automatisierte Endoskopbewegung zu erzielen, werden wir Bewegungskorrelationen der Werkzeuge bei konventionellen Operationen statistisch analysieren. Aus in Freiraum, Weichteil- und Knochengewebe segmentierten CT bzw. MRT Daten werden Konfigurationsräume für die Planung von Endoskopbewegungen abgeleitet. Visionbasierte Ansätze und kommerzielle Navigationssysteme werden für die Instrumentenverfolgung verwendet. Die Innovation des hier beantragten Projektes besteht in der Verbindung von Navigation, Robotik und intraoperativer Bildgebung, sowie in der Entwicklung Multi-Sensorbasierter Bewegungsplanung und -kontrolle unter Verwendung statistisch modellierter, intuitiver Bewegungsmuster.

• DFG Programme: Research Grants