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Beurteilung virtueller OP-Trainingszenarien mit und ohne haptisches Feedback

Kooperationsprojekt zwischen: Haptik und EEG-Fo-Labor (M. Grunwald) und Dr. med.Gero Strauss (Klinik für HNO-Heilkunde / Plastische Operationen), Dr. med. Christos Trantakis (Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie) Univ.-Prof. Dr. Friedrich Bootz (Direktor der Klinik und Poliklinik für HNO-Heilkunde / Plastische Operationen/Teilprojektleiter hapticIO, Universität Leipzig) Univ.-Prof. Dr. Jürgen Meixensberger (Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie, Universität Leipzig) 

Problem:

Im Rahmen des Projektes hapticIO (BMBF, 01IRA03A) wird gegenwärtig eine Simulationstechnik kopfchirurgischer Eingriffe unter Verwendung von verschiedenen Force-Feedback-Einheiten entwickelt. Ziel dieser Entwicklung ist es, spezielle Operationsanforderungen aus dem Bereich der  HNO-und Neurochirurgie (Mastoidektomie, Ventrikuloskopie) im Rahmen einer komplexen 3D-Simulation bereitzustellen. Die Simulation umfasst visuelle als auch haptische Informationen. Erstere Informationen werden über eine Displaydarstellung zur Verfügung gestellt. Haptische Informationen im Sinne einer force-feedback Rückmeldung werden dem Nutzer der Simulation über ein 6-Achsen-Interface  übermittelt. 

Fragestellungen:

Bezogen auf die gegenwärtig entwickelte 3D-Simulationstechnik ergeben sich folgende zentrale Fragestellung, die im Sinne einer kritischen Simulations-Evaluation untersucht werden sollen. 

A) Können spezifische perzeptiv-kognitive Belastungsmomente zwischen der 3D-Manipulation mit und ohne haptisches Feedback bei erfahrenen und unerfahrenen Chirurgen durch Veränderungen der spektralen Leistung in verschiedenen Frequenzbändern des EEG diskriminiert werden. 

B) Können spezifische Lerneffekte unter den Bedingungen mit und ohne haptisches Feedback sowohl bei unerfahrenen als auch bei erfahrenen Chirurgen mittels differentieller Parameter während der Manipulation mit einer 3D-Simulation nachgewiesen werden.

Hypothesen:

Es wird erwartet, dass sowohl durch sensitive EEG-Parameter als auch durch Verhaltensdaten die funktionelle Bedeutung und der Nutzen des haptischen Feedbacks experimentell nachgewiesen werden kann. Die Untersuchung der genannten Fragestellungen soll in einem Zwei-Punkt-Messverfahren (Längsschnittdesign) mit insgesamt 20 Versuchspersonen (10 erfahrene und 10 unerfahrene Chirurgen) durchgeführt werden. 

03/2002