Laryngorhinootologie 1998; 77(3): 153-156
DOI: 10.1055/s-2007-996951
Rhinologie

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Entwicklung eines Operationssimulators für Eingriffe an den Nasennebenhöhlen

Technische Grundlagen und erste RealisationVirtual Reality Training Simulator for Endonasal SurgeryM. Hilbert1 , W. Müller2 , J. Strutz1
  • 1Hals-Nasen-Ohrenklinik der Universität Regensburg (Direktor: Prof. Dr. med. Jürgen Strutz)
  • 2Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung Darmstadt (Leitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Dr. E. h.José L. Encarnação)
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Publication Date:
29 February 2008 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Ein virtueller anatomischer Operationssitus der Nasennebenhöhlen soll dem Operateur eine Ergänzung zu bisherigen Trainingsmethoden bieten. Methode: Vorgestellt wird das Konzept einer Operationssimulation für den Bereich der Nasennebenhöhlenchirurgie, das auf Computergraphik und Techniken der Virtuellen Realität basiert. Der Chirurg bewegt orientierend das Instrumentarium in einer virtuellen Umgebung. Schwerpunkte sind die realistische Darstellung des Operationssitus, mit dem interagiert werden kann und die Simulation von Instrumentenbewegungen. Ergebnisse: Der Operateur kann sich mit gewohntem Instrumentarium in einer virtuellen Umgebung bewegen und mit dieser interagieren. Der Trainingsprozeß kann kontrolliert werden (Videoeinheit, Kollisionsstatistik). Schlußfolgerungen: Probleme wie Kraftrückkoppelung, Gewebedeformation oder die Simulation physiologischer Vorgänge müssen noch gelöst werden, um die Akzeptanz der Anwender zu erhöhen.

Summary

Background: Traditional training methods for surgeons include anatomical studies on human cadavers. Limited availability and ethical problems led to the consideration of alternatives. The surgeon's level of training could be significantly increased by a interactive training system trough computer graphics and virtual reality (VR). Methods: Two main issues addressed are the 3-D reconstruction process and 3-D interaction to guide the surgical instruments. To provide the virtual environment, a realistic representation of the region of interest with all relevant anatomical parts is required. This model has to be suitable for computer simulation, while preserving as accurately as possible important anatomic features. Therefore the concept of creating a 3-D representation semiautomatically was developed. Textures derived from endoscopic images are superimposed on the virtual anatomic structures and provide better realism. Results: Intuitive handling of the surgical instruments is ensured by using the tracking technique. The system allows navigation via a virtual camera and interaction with the virtual anatomical structures. Currently the use of a force feedback system and the simulation of deformations of tissues is critical. Conclusions: The VR based simulation System offers an alternative to conventional training methods. The future role of surgical simulation depends on overcoming the current drawbacks to provide greater interactive realism: the integration of a force feedback system to simulate the resistance of anatomical structures and the simulation of tissue deformations - both currently under development.

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