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78. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e. V.

16.05. - 20.05.2007, München

Robotergeführter 3D-Ultraschallscan der Schädelkalotte zur Navigation automatisierter Fräsarbeiten

Meeting Abstract

  • corresponding author Philipp A. Federspil - Univ.-HNO-Klinik Heidelberg, Heidelberg
  • Steffen H. Tretbar - Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik, St. Ingbert
  • Philipp J. Stolka - Lehrstuhl für Angewandte Informatik III, Bayreuth
  • Michel Waringo - Lehrstuhl für Angewandte Informatik III, Bayreuth
  • Dominik Henrich - Lehrstuhl für Angewandte Informatik III, Bayreuth
  • Peter K. Plinkert - Univ.-HNO-Klinik Heidelberg, Heidelberg

Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. 78. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V.. München, 16.-20.05.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. Doc07hnod559

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/hnod2007/07hnod559.shtml

Veröffentlicht: 24. April 2007

© 2007 Federspil et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Verschiedenste implantierbare Hörsysteme benötigen das manuelle Ausfräsen eines Lagers im Bereich der Schädelkalotte. Dabei kann es aufgrund der variierenden Knochendicke zu Läsionen der Dura mater oder des Sinus sigmoideus kommen. Wir möchten die Vorteile einer hochgenauen automatisierten Ausfräsung des Implantatlagers mit denen eines in situ durchgeführten ultraschallbasierten 3D-Navigation verbinden.

Methoden: 3 formalin-fixierte Schädelhälften wurden mit dem robotergeführten Ultraschallsystem gescannt. Dazu wurde der SonoPointer® (Fraunhofer SEM II) mit einem 2,25 MHz sowie einem 1 MHz Ultraschallwandler mit speziellen flexiblen Vorlauftstrecke an den Roboter Stäubli RX90 gekoppelt. Die Schädeloberfläche wurde mit dem optischen Trackingsystem NDI Polaris für den Roboter vorregistriert und die abzufahrende Bahn vorgegeben. Zu allen Bahnpunkten wird die Normale berechnet, um den Ultraschallwandler stets senkrecht zur Knochenoberfläche auszurichten

Ergebnisse: Die Registriergenauigkeit mit dem optischen Trackingsystem lag bei <2,5 mm RMS. Die spezielle flexible Vorlaufstrecke konnte kleinere Knochenunebenheiten ausgleichen und so die akustische Ankopplung zu jeder Zeit erhalten. Sie hielt diesen mechanischen Belastungen stand. Damit war es in allen Fällen möglich, einen robotergeführten 3D-Ultraschallscan der Schädelkalotte durchzuführen. Der Wandler mit der Ultraschallfrequenz 2,25 MHz erwies sich dem 1 MHz-Wandler überlegen.

Schlussfolgerung: Es konnte gezeigt werden, dass es prinzipiell möglich ist, einen robotergeführten 3D-Ultraschallscan der Schädelkalotte durchzuführen. Damit eröffnet sich der Weg zu einer ultraschallbasierten und CT-freien Navigation automatisierter Fräsarbeiten an der Schädelkalotte.

Unterstützt durch: Unterstützt durch die DFG im Rahmen des SPP 1124 „Medizinische Navigation und Robotik“ (PL 136/5-1, PL 136/5-2, PL 136/6-3)