Endoskopische Chirurgie/Autonomiegrade

Question 1

Was versteht man unter der (endoskopischen) Schlüssellochchirurgie?

Answer 1

= MIC, Trokar-Techniken

Question 2

Nennen Sie Vor- und Nachteile / Charakteristika im Vergleich zur sog. „offenen“ Chirurgie.

Answer 2

\+ geringeres Zugangstrauma
\+ kosmetisches Ergebnis 
\+ geringer Hospitalisierungs- und Rehablitationszeiten
- teure Instrumentarien
- reduzierte Sicht
- komplexe HAK
- fehlendes taktiles, haptisches Feedback
- langes Training erforderlich
- Pivot-Effekt

Question 3

Erläutern Sie den Begriff „Haptik“.

Answer 3

Lehre vom Tastsinn -> Feedback beim (aktiven) Ertasten

Question 4

Wodurch kann bei der endoskopischen Chirurgie eine Inkompatibilität der Auge-Hand-Koordination entstehen?

Answer 4

z.B. um 90° gedrehte Videoaufnahme auf Bildschirm im Vgl. zur Sicht auf OP-Situs

Question 5

Nennen Sie 4 Effekte, die durch die Limitierung des Einstichpunktes (Pivotpunkt) entstehen.

Answer 5

• Umkehrung Bewegungsrichtung
• Verlust DOF (6>4)
• nicht konst. Skalierung der Bewegungen
• Tremorverstärkung

Question 6

Inwiefern kann hinsichtlich der unter 2-5 genannten Nachteile / Effekte
a. Telepräsenz
b. Telemanipulation
Abhilfe schaffen?

Answer 6

a. sensorische Rückmeldung aus entfernter/unzugänglicher Umgebung
b. Möglichkeit des aktiven Eingriffs in entfernte/unzugängliche Umgebung

Question 7

Aufgrund welches zentralen Kriteriums werden semiaktive und aktive Chirurgierobotersysteme einerseits und Telemanipulatorsysteme andererseits unterschieden?

Answer 7

Autonomiegrad: aktives System sehr hoch, semiaktiv mittel und Telemanipulator niedrig

Question 8

Skizzieren Sie den Aufbau (Grundelemente) eines teilautonomen robotischen Manipulatorsystems mit haptischem Feedback und nennen Sie Beispiele für (teil-) autonome Funktionen (s. letzte No. 6)

Answer 8

Links Auge, rechts Patient
oben unidirektionaler visueller Kanal Patient->Kamera->Display->Auge
unten bidirektionaler haptischer Kanal Hände Master device Slave Device -> Patient

Question 9

Nennen Sie Beispiele /Einsatzszenarien die den Einsatz eines telemanipulatorischen Systems begründen können (Vorteile?)

Answer 9

• Unzugänglichkeit Zugang, Arbeitsraum
• Unzugänglichkeit “unfreundliche” Umgebungsbedingungen
• Skalierung Bewegungen/Kräfte
• Tremorfilterung
• Bewegungstransformation (AHK)
• Entfernung
• Superposition von Bewegungen

Question 10

Nennen Sie Funktionalitäten, die auch von rein mechanischen Manipulatoren realisiert werden können.

Answer 10

• lokale Master-Slave Funktion
• Über-/Untersetzen von Bewegungsamplituden, Kraft, Geschwindigkeit
• einfach Bewegungsumformung (z.B. linear&raquo_space; pivotisierend)

Question 11

Erläutern Sie (4) unterschiedliche Autonomiegrade (vgl. auch No1) von robotischen Assistenzsystemen sowie Beispiele hierzu…

Answer 11

• direkt gesteuerter Telemanipulator
• Übersetzte Telemanipulation
• Teilautonome Führung
• Autonome Ausführung mit automatischen Assistenzfunktionen

Question 12

Welche Nachteile bestehen heute noch bei Telemanipulationssystemen (auch Chirurgierobotersystemen) und welche Trends kennen Sie?

Answer 12

• steigende Komplexität techn. Systeme im OP, Schnittstellen, Mensch-Technik-Interaktion
• steigende Risiken latenter Fehler
• Überlagerung haptisches Feedback/ haptischer Führungsinformation
• hohe Kosten