TY - CHAP A1 - Franz, Daniela A1 - Dreher, Maria A1 - Prinzen, Martin A1 - Teßmann, Matthias A1 - Palm, Christoph A1 - Katzky, Uwe A1 - Perret, Jerome A1 - Hofer, Mathias A1 - Wittenberg, Thomas T1 - CT-basiertes virtuelles Fräsen am Felsenbein BT - Bild- und haptischen Wiederholfrequenzen bei unterschiedlichen Rendering Methoden T2 - Bildverarbeitung für die Medizin 2018; Algorithmen - Systeme - Anwendungen. Proceedings des Workshops vom 11. bis 13. März 2018 in Erlangen N2 - Im Rahmen der Entwicklung eines haptisch-visuellen Trainingssystems für das Fräsen am Felsenbein werden ein Haptikarm und ein autostereoskopischer 3D-Monitor genutzt, um Chirurgen die virtuelle Manipulation von knöchernen Strukturen im Kontext eines sog. Serious Game zu ermöglichen. Unter anderem sollen Assistenzärzte im Rahmen ihrer Ausbildung das Fräsen am Felsenbein für das chirurgische Einsetzen eines Cochlea-Implantats üben können. Die Visualisierung des virtuellen Fräsens muss dafür in Echtzeit und möglichst realistisch modelliert, implementiert und evaluiert werden. Wir verwenden verschiedene Raycasting Methoden mit linearer und Nearest Neighbor Interpolation und vergleichen die visuelle Qualität und die Bildwiederholfrequenzen der Methoden. Alle verglichenen Verfahren sind sind echtzeitfähig, unterscheiden sich aber in ihrer visuellen Qualität. KW - Felsenbein KW - Fräsen KW - Virtualisierung KW - Computertomographie KW - Computerassistierte Chirurgie Y1 - 2018 SN - 978-3-662-56537-7 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-56537-7_51 SP - 176 EP - 181 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Eixelberger, Thomas A1 - Wittenberg, Thomas A1 - Perret, Jerome A1 - Katzky, Uwe A1 - Simon, Martina A1 - Schmitt-Rüth, Stephanie A1 - Hofer, Mathias A1 - Sorge, M. A1 - Jacob, R. A1 - Engel, Felix B. A1 - Gostian, A. A1 - Palm, Christoph A1 - Franz, Daniela T1 - A haptic model for virtual petrosal bone milling T2 - 17. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie (CURAC2018), Tagungsband, 2018, Leipzig, 13.-15. September N2 - Virtual training of bone milling requires realtime and realistic haptics of the interaction between the ”virtual mill” and a ”virtual bone”. We propose an exponential abrasion model between a virtual one and the mill bit and combine it with a coarse representation of the virtual bone and the mill shaft for collision detection using the Bullet Physics Engine. We compare our exponential abrasion model to a widely used linear abrasion model and evaluate it quantitatively and qualitatively. The evaluation results show, that we can provide virtual milling in real-time, with an abrasion behavior similar to that proposed in the literature and with a realistic feeling of five different surgeons. KW - Osteosynthese KW - Simulation KW - Lernprogramm Y1 - 2018 UR - https://www.curac.org/images/advportfoliopro/images/CURAC2018/CURAC 2018 Tagungsband.pdf VL - 17 SP - 214 EP - 219 ER - TY - CHAP A1 - Maier, Johannes A1 - Huber, Michaela A1 - Katzky, Uwe A1 - Perret, Jerome A1 - Wittenberg, Thomas A1 - Palm, Christoph T1 - Force-Feedback-assisted Bone Drilling Simulation Based on CT Data T2 - Bildverarbeitung für die Medizin 2018; Algorithmen - Systeme - Anwendungen; Proceedings des Workshops vom 11. bis 13. März 2018 in Erlangen N2 - In order to fix a fracture using minimally invasive surgery approaches, surgeons are drilling complex and tiny bones with a 2 dimensional X-ray as single imaging modality in the operating room. Our novel haptic force-feedback and visual assisted training system will potentially help hand surgeons to learn the drilling procedure in a realistic visual environment. Within the simulation, the collision detection as well as the interaction between virtual drill, bone voxels and surfaces are important. In this work, the chai3d collision detection and force calculation algorithms are combined with a physics engine to simulate the bone drilling process. The chosen Bullet-Physics-Engine provides a stable simulation of rigid bodies, if the collision model of the drill and the tool holder is generated as a compound shape. Three haptic points are added to the K-wire tip for removing single voxels from the bone. For the drilling process three modes are proposed to emulate the different phases of drilling in restricting the movement of a haptic device. KW - Handchirurgie KW - Osteosynthese KW - Simulation KW - Lernprogramm Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-56537-7_78 SP - 291 EP - 296 PB - Springer CY - Berlin ER -