Miniaturisierte Bildsensoren für medizinische Instrumente (T08)

Ziel des vorgeschlagenen Transferprojektes ist es, die im Teilprojekt I4 entwickeltenMethoden zur 3D-Verarbeitung von endoskopischen Bildern auder robotergest<s:1> -微创Chirurgie unterung von mickrokameras dahinghen zuerweiteren，dass konentionelle chirurgische Instrumente zu（冗余）endoskopischenStereokameras werden。术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航：术中导航Konkret soll in universell einsetzbares and modulares 3d - camera system mit integrierterBeleuchtungseinheit entwickelt werden，是德国最好的三维成像仪器的直接供应商。Neben der möglichst kompakten Bauform sinddie Eignung f8r die industrielle Fertigung, Wiederverwendbarkeit and Sterilisierbarkeitwesentliche Anforderung and die Entwicklung。死algorithmische Methodik毛皮Bildvorverarbeitungund 3 d-modellbildung welche im Projekt预告bereits bereitgestellt, soll后dahingehend erweitert了,dass (i)一张Beleuchtungssteuerung moglich坚持,(ii) redundante Sensorik (drei奥得河mehr Bildsensoren)毛死Rekonstruktion genutzt和(iii) Blickwinkelanpassung军队Kombination der redundanten Sensoren erfolgenkann。2004年1月1日，德国德国德国仪器仪表传感器技术有限公司（Dehnmessstreifen zur laufenden Kalibrierung der cameras genutzt werden）。Das Stereo-Korrespondenzproblem war bislang in fall schwach struckturierter Organoberflächennicht zufriedenstellend lösbar。Durch die geringen Abmessungen der sensorenwind es neerstals möglich, eine （Laser-）三角测量直接在das模块miteinzubringen和damit die Genauigkeit der rekonstruction dramatisch [erhöhen]。德国特别行动队冗余传感器索伦·康恩，wie erwähnt, die Auflösung gesteigert(bzw。der Blickwinkel vergrößert) werden， andererseits können durch Körperflüssigkeitenverschmutzte传感器自动控制，自适应abgeschaltetwerden。Weiterhin soll as Modulsystem mit werkzeeugen and ultraschallensensoren, tackne under deiner Zuleitung f<s:1> r reinigungsflssigkeit best - ckbar sein。Anwendungsmöglichkeiten rsolche neuartigen " sichtvermittelnden " Instrumente finden siich in groß ßer Zahl sowohl f<s:1> rrobotergest<e:1> zte als auch frecentonelle Eingriffe。bickfeldes mittel“Mosaicing”einzelner Bilder, verden die Erstellung eines virtuellen Modells der Umgebung， werden die Datenmehrerer Sensoren和mehrererinstrumentenmodule fusion。Weitere Beispielesind die Erhöhung der Ausführungspräzision berobotergestztztzautonomen Aktionenund die microskopische Bildgebung。微型光学仪器（z.b.v onBlutgefäßen），用于测量6 mm传感器ermöglicht。Nacheiner registererung mit einem herkömmlichen endoskopischen Bild bieteneheblicheninformationsgewinn f<s:1> rden Arzt。研究进展：1 .德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国。

Ziel des vorgeschlagenen Transferprojektes ist es, die im Teilprojekt I4 entwickeltenMethoden zur 3D-Verarbeitung von endoskopischen Bildern aus der robotergestütztenminimal-invasiven Chirurgie unter Nutzung von Mikrokameras dahingehend zu erweitern,dass konventionelle chirurgische Instrumente zu (redundanten) endoskopischenStereokameras werden. Dieser Ansatz erlaubt - neben der Erzeugung eines großenBlickfelds für den Arzt - eine hoch präzise intraoperative Navigation und außerdem dieexakte Rekonstruktion der Oberfläche des Operationssitus.Konkret soll ein universell einsetzbares und modulares 3D-Kamerasystem mit integrierterBeleuchtungseinheit entwickelt werden, das direkt auf bestehende chirurgische Instrumenteaufgebracht werden kann. Neben der möglichst kompakten Bauform sinddie Eignung für die industrielle Fertigung, Wiederverwendbarkeit und Sterilisierbarkeitwesentliche Anforderung an die Entwicklung. Die algorithmische Methodik für Bildvorverarbeitungund 3D-Modellbildung, welche im Projekt I4 bereits bereitgestellt wurde, soll dahingehend erweitert werden, dass (i) eine Beleuchtungssteuerung möglich ist, (ii)redundante Sensorik (drei oder mehr Bildsensoren) für die Rekonstruktion genutzt und(iii) eine Blickwinkelanpassung durch Kombination der redundanten Sensoren erfolgenkann. Ferner sollen die in I4 gewonnenen Erfahrungen in der Instrumentensensorisierungmittels Dehnmessstreifen zur laufenden Kalibrierung der Kameras genutzt werden(diese finden sich typischerweise auf den sich während der Nutzung verformenden Instrumentengreifern).Das Stereo-Korrespondenzproblem war bislang im Falle schwach strukturierter Organoberflächennicht zufriedenstellend lösbar. Durch die geringen Abmessungen der Sensorenwird es nun erstmals möglich, eine (Laser-)Triangulation direkt in das Modul miteinzubringen und damit die Genauigkeit der Rekonstruktion dramatisch zu erhöhen.Durch den Einsatz redundanter Sensoren kann, wie erwähnt, die Auflösung gesteigert(bzw. der Blickwinkel vergrößert) werden, andererseits können durch Körperflüssigkeitenverschmutzte Sensoren automatisch erkannt, gereinigt oder adaptiv abgeschaltetwerden.Weiterhin soll das Modulsystem mit Werkzeugen wie Ultraschallsensoren, Tackern undeiner Zuleitung für Reinigungsflüssigkeit bestückbar sein. Anwendungsmöglichkeiten fürsolche neuartigen “sichtvermittelnden” Instrumente finden sich in großer Zahl sowohl fürrobotergestützte als auch für konventionelle Eingriffe. Für eine Kartierung des Situs undeine Erweiterung des endoskopischen Blickfeldes mittels “Mosaicing” einzelner Bilder,als auch für die Erstellung eines virtuellen Modells der Umgebung, werden die Datenmehrerer Sensoren und mehrerer Instrumentenmodule fusioniert. Weitere Beispielesind die Erhöhung der Ausführungspräzision bei robotergestützten autonomen Aktionenund die mikroskopische Bildgebung. Mikroskopische Aufnahmen (z.B. von Blutgefäßen)werden durch die geringe Brennweite der Sensoren von nur 6 mm ermöglicht. Nacheiner Registrierung mit einem herkömmlichen endoskopischen Bild bieten Sie einen erheblichenInformationsgewinn für den Arzt. Auch das Hantieren mit und Greifen vonflexiblen Strukturen wie Fadenmaterial kann erheblich präziser durchgeführt werden, daeine optisches Lokalisierung direkt vom Greifgerät aus möglich wird.