Kraft-basierte lokale Navigation zur robotergestützten Implantatbettanlage im Bereich der lateralen Schädelbasis

  • Die Domäne der Operationsroboter liegt heute in Fräsarbeiten an knöchernen Strukturen. Da Roboter über eine extreme Präzision verfügen und nicht ermüden bietet sich ihr Einsatz insbesondere bei langwierigen und zugleich hochpräzisen Fräsvorgängen im Bereich der lateralen Schädelbasis an. In jüngsten Arbeiten wurden Prozessparameter zur Anlage eines Implantatlagers bspw. für ein Cochlea Implantat oder für eine roboterunterstützte Mastoidektomie ermittelt. Gemessen wurden die Parameter Kraft, Moment, Vibration und Temperatur bei unterschiedlichen Vorschüben, Drehzahlen, Bahnkurven und unterschiedlichem Knochenmaterial (Mastoid, Kalotte). Hieraus ergaben sich Optimierungsparameter für solche Fräsvorgänge. Auffallend waren unvermittelt auftretende und extrem weit über dem Grenzwert liegende Spitzenwerte für Kräfte, bei im Normbereich liegenden Mittelwerten. Aus diesem Grunde wurde ein Verfahren entwickelt, welches aus einer geometrischen Beschreibung des Implantates eine geeignete Fräsbahn errechnet und eine Kraft-geregelte Prozesskontrolle des Fräsvorganges implementiert. Mit einem 6-achsigen Knickarmroboter erfolgten die Untersuchungen primär an Tierpräparaten und zur Optimierung an Felsenbeinpräparaten.Durch intraoperative online Rückkopplung der Kraft - Sensorik war eine lokale Navigation möglich. Bei steigenden Kräften über den Grenzwert wurde die Vorschubgeschwindigkeit automatisch reguliert, auch konnte das Errreichen der Dura an Hand der Werte detektiert werden. Das Implantatlager ließ sich durch das entwickelte Computerprogramm exakt ausfräsen. Die Untersuchungen ergaben, dass eine zufriedenstellende Anlage eines Implantatbettes in der Kalotte durch einen Kraft-geregelten Fräsvorgang mit einem Roboter, im Sinne einer lokalen Navigation, gelingt.

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Metadaten
Author:P.K. Plinkert, Ph. A. Federspil, B. Plinkert, D. Henrich
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-11602
Document Type:Preprint
Language of publication:German
Year of Completion:2002
Year of Publication:2002
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Tag:AG-RESY ; Cochlea Implant ; Computer assistierte Chirurgie (CAS) ; Navigation ; Prozesssteuerung ; RONAF; Robotik
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Informatik
DDC-Cassification:004 Datenverarbeitung; Informatik
Collections:AG RESY

$Rev: 12793 $