Eine Software für die Auswertung von 3D-Vermessungsdaten von linearen Führungsvorrichtungen für minimal-invasive Bohrungen

摘要

Zusammenfassung Einleitung: Minimal-invasive Zugangswege sind in der HNO-Heilkunde vor allem für Cochlea-Implantate eine aussichtsreiche Perspektive. Für eine Stichkanalbohrung eignen sich lineare Führungsvorrichtungen, welche eine pr?operativ geplante Richtung bahntreu realisieren k?nnen. Um die Pr?zision des gesamten Vorgangs zu untersuchen, muss zun?chst die mechanische Genauigkeit (Achsenparallelit?t) isoliert betrachtet werden. Jedoch k?nnen nur die Punkte auf den Oberfl?chen der Konstruktion erfasst werden, weshalb es n?tig ist diese Messpunkte in Bezug zur linearen Vorschubrichtung (Achse) zu setzen. Dafür haben wir ein Softwarewerkzeug entwickelt und stellen dieses zur Verfügung.Methoden: Die Erhebung der dreidimensionalen Oberfl?chenpunkte erfolgte durch einen hochgenauen FARO-Messarm in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mechatronische Systeme an der Leibniz Universit?t Hannover. Durch ein Optimierungsverfahren der Scientific Python Bibliothek (http://www.scipy.org/) k?nnen die gemessenen 3D-Koordinaten in geometrische Grundformen (wie Kugel, Zylinder, Kegel und Ebene) überführt werden. Geometrische Eigenschaften, wie Position, Achse bzw. die Senkrechte, k?nnen numerisch bestimmt werden.Ergebnisse: Wir stellen die grafisch und interaktiv gestaltete Software in Form eines sog. IPython Notebooks (www.ipython.org) in einem Open-Source Repository auf www.github.com/vianna-research frei zur Verfügung. Beispielhaft an einer an der MHH (HNO) entwickelten Linearführung wird die Auswertung gezeigt. Die Visualisierung und Berechnung hilft Klinikern wie Ingenieuren gleicherma?en, Linearführungen zu optimieren.Schlussfolgerungen: Bei den unterschiedlichsten medizinischen Ger?ten mit linearen Vorschub, kann unsere Software Verwendung finden und die Auswertung bzw. Optimierung erleichtern.Unterstützt durch: MED-EL Deutschland GmbH und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung im Verbundprojekt RoboJig. Besonderen Dank an Herrn Kobler am imes(LUH) für den Support mit dem FARO-Messarm.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.