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MULTImodal and multiSENSory interfaces for intEraction with muscolo-skeletal Models

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Präoperative Planung für die Prüfung von Hüftgelenkplastiken

Die präoperative Planung ist ein fundamentaler Schritt bei einem vollständigen Hüftersatz. Dank der Unterstützung von Chirurgen, ein exakteres visuelles Modell der dreidimensionalen Zusammenhänge unterschiedlicher Gewebe im zu operierenden Bereich zu erhalten, kann die Chance auf eine erfolgreiche Operation deutlich gesteigert werden.

Digitale Wirtschaft

Im Rahmen des MULTISENSE-Projektes wurde der Einsatz einer multimodalen/multisensorischen Benutzeroberfläche einschließlich fortschrittlicher Visualisierungs- und Bewertungsmodule für die präoperative Planung untersucht. Die multimodale/multisensorische Oberfläche wurde mithilfe fortschrittlicher Visualisierungsalgorithmen und, noch wichtiger, durch Integration modernster Geräte wie stereoskopischer Displays, haptischer Rückmeldungen und Spracherkennung verwirklicht, die alle Sinne ansprechen. Der präoperative Planer für vollständigen Hüftersatz wurde auf Grundlage des Multimod Display und des Interaction Framework entwickelt. Diese Umgebung für Open Source-Anwendungen verfügt über drei der derzeit besten Softwarebibliotheken, mit denen Anwender unterschiedlichste Softwaresysteme umsetzen können. Alle Visualisierungsdienste wurden mithilfe des Visualisation Toolkit (VTK) erstellt, das in Verbindung mit weiteren Klassen einer Bibliothek mit der Bezeichnung Surgical-VTK das "Multimod Foundation Layer" bildet. In diese Grundbausteine wurde das Insight Toolkit (ITK) integriert, das die fortschrittlichen Segmentierungs- und Registrierungsalgorithmen für die Diagnosedatensätze implementiert. Dank der hochentwickelten Struktur dieser Bibliotheken konnte eine leistungsfähige Darstellung der biomedizinischen Daten, die Virtual Medical Entity (VME), entwickelt werden. Die Benutzeroberfläche wurde durch Integration der Bibliothek einer portablen grafischen Benutzeroberfläche (GUI) mit der Bezeichnungen WxWindows in das Multimod Display und das Interaction Framework umgesetzt. Dies stellt die Portabilität zwischen verschiedenen Betriebssystemen sicher. Der hohe Abstraktionsgrad ermöglicht eine Schnittstelle, die Programmierer für die Erstellung spezialisierter Programme nutzen, beginnend mit dem Multimod Display und dem Interaction Framework. Multimod Display und Interaction Framework stellen zwar keine numerische Simulationsumgebung dar, haben sich jedoch zu einer speziellen Umgebung für die Vorbereitung medizinischer Daten für Simulationsmodelle entwickelt. Die Technik kann auch zur Nachbereitung der Simulationsergebnisse zusammen mit Diagnosedaten verwendet werden, um eine anatomisch exakte und klinisch relevante Visualisierung der Simulationsergebnisse zu ermöglichen. Weiterhin bietet der Einsatz der multimodalen/multisensorischen Oberfläche umfassende Vorteile bei allen Aspekten der medizinischen Planung und Schulung. Bei der präoperativen Planung können quantitative Indikatoren mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit erstellt werden.

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