Lasersystem zur Bearbeitung von biologischem Hartgewebe

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Der beantragte Osteotomielaser mit integrierter Optischer Kohärenztomographie (OCT)erlaubt die online Überwachung des Schneidprozesses durch dreidimensionale OCTAufnahmen. Durch dieses Konzept werden neue klinische und technische Applikationen aufdem Gebiet der hochgenauen Knochenbearbeitung möglich, die bis dato aufgrund desVerletzungsrisikos nicht durchführbar waren: Eine Grenzflächendetektion ermöglicht es,einen Hartgewebedurchbruch rechtzeitig zu erkennen, den Laser abzuschalten und so eineGewebsverletzung zu vermeiden. Die integrierte OCT Bildgebung erlaubt darüber hinaus einedrastische Erhöhung der Genauigkeit (anvisiert 200 μm) der Osteotomie, deutlich überderzeitige Navigations- und bildgebende Verfahren hinausgehend. Durch eine Kombinationdes Systems mit einem Roboter wird zudem die Bearbeitung großer Schnittgeometriengewährleistet. Zum Erreichen dieser Ziele müssen folgende Fragestellungen untersuchtwerden: (a) online fähige Algorithmen zur Grenzflächendetektion und Tiefenkontrolle, (b)echtzeitfähige Algorithmen zur intraoperativen Re-Registrierung und Navigation zurKompensation von Modellfehlem, Auflösungslimitationen der präoperativen Bildgebung undkleinen Bewegungen des Patienten, (c) Untersuchung und Modellierung des Materialabtrageseines Er:YAG-Lasers, (d) Verfahren zur Makro-Mikro- Regelung Redundanzauflösung sowiePlanung bei Kopplung der Laserablenkeinheit mit einem Roboter