Ein Hauptziel für die Anwendung von Chirurgiesimulatoren ist die Erzeugung einer virtuellen Trainingsumgebung für angehende Chirurgen, mit der sie die verschiedenen Schritte chirurgischer Eingriffe am Computer ohne Risiko für den Patienten trainieren können. Eine maßgebliche Voraussetzung für ein realistisches Training am Computer ist die simulierte Interaktion mit virtuellen medizinischen Instrumenten, wobei speziell die virtuelle Deformation und Entfernung von Gewebe von Bedeutung ist. Für diese Anwendung wurde ein Neuro-Fuzzy Modell entwickelt, das ein Feder-Masse System simuliert und die Beschreibung von visuellem Deformationsverhalten des simulierten Gewebes in der Form von Expertenwissen und medizinischer Terme erlaubt. Darüber hinaus können die für das zugrundeliegende Feder-Masse System benötigten physikalischen Parameter unter Benutzung von Zeitreihendaten realer Gewebedeformationen automatisch erlernt werden. Eine weitere Voraussetzung für realistisches, chirurgisches Training ist die Qualität und Interaktivität der Visualisierung. Verschiedene Methoden für die interaktive Visualisierung und Manipulation dreidimensionaler, digitaler medizinischer Datensätze, differenziert nach den Themen Volume-Rendering und Surface-Rendering, werden beschrieben. Um den Realitätslevel weiter zu erhöhen, wurde eine Texturierungsmethode entwickelt, die das interaktive Platzieren hochauflösender Bilder anatomischer Details auf jede Position der Modelloberfläche ermöglicht. Abschließend werden die Ergebnisse in Form einer Beschreibung und Evaluierung zweier Chirurgiesimulatoren präsentiert, die unter Benutzung der beschriebenen Deformations- und Visualisierungsmethoden entwickelt worden sind.     «

Ein Hauptziel für die Anwendung von Chirurgiesimulatoren ist die Erzeugung einer virtuellen Trainingsumgebung für angehende Chirurgen, mit der sie die verschiedenen Schritte chirurgischer Eingriffe am Computer ohne Risiko für den Patienten trainieren können. Eine maßgebliche Voraussetzung für ein realistisches Training am Computer ist die simulierte Interaktion mit virtuellen medizinischen Instrumenten, wobei speziell die virtuelle Deformation und Entfernung von Gewebe von Bedeutung ist. Für die...     »

A main goal of surgical simulators is the creation of virtual training environments for prospective surgeons. Thus, they can rehearse the various steps of surgical procedures on a computer system without any risks for the patient. One main condition for realistic training is the simulated interaction with virtual medical instruments. In particular, the virtual deformation and transection of tissues are important. For this application, a neuro-fuzzy model has been developed, which simulates a spring-mass system and allows the description of the visual deformation behavior of the simulated tissue by means of expert knowledge in form of medical terms. In addition, the physical parameters required for the underlying spring-mass system can be automatically learned by using time series data from real tissue deformations. Another condition for realistic surgical training is the quality and interactivity of visualization. Various methods for the interactive visualization and manipulation of three-dimensional digital imaging datasets are described. These methods are mainly separated in the topics volume-rendering and surface-rendering. To further increase the level of realism, a texturing method has been developed, allowing interactive placement of high-resolution bitmaps of anatomical details to any desired position on the model’s surface. Finally, the results are presented in form of the description and evaluation of two surgical simulators, which were developed by using the described deformation and visualization methods.     «

A main goal of surgical simulators is the creation of virtual training environments for prospective surgeons. Thus, they can rehearse the various steps of surgical procedures on a computer system without any risks for the patient. One main condition for realistic training is the simulated interaction with virtual medical instruments. In particular, the virtual deformation and transection of tissues are important. For this application, a neuro-fuzzy model has been developed, which simulates a spr...     »