Entwicklung eines Endoskopiesimulators mit spezieller Haptik für verschiedenartige neue Trainingsmethoden


Rieger, Klaus


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URL: http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/2077
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-20779
Document Type: Doctoral dissertation
Year of publication: 2008
Publishing house: Universität Mannheim
Evaluator: Männer, Reinhard
Date of oral examination: 15 September 2008
Publication language: German
Institution: School of Business Informatics and Mathematics > Informatik V (Männer -2008)
Subject: 004 Computer science, internet
Subject headings (SWD): Endoskopie , Coloskopie , Simulator
Individual keywords (German): Force-Feedback
Keywords (English): force feedback , endoscopy , colonoscopy , simulator
Abstract: Koloskopie ist ein endoskopisches Verfahren zur Untersuchung des Colons. Da das Erlernen der Untersuchung schwierig ist und für den Patienten gefährlich sein kann, wird versucht, durch den Einsatz von Trainingsmodellen oder Computersimulatoren ein patientenunabhängiges Training zu realisieren. Die Möglichkeiten und Grenzen dieser Methoden werden in der vorliegenden Arbeit aufgezeigt und daraus neuartige Methoden zur Verbesserung des Trainings abgeleitet. Um diese neuen Trainingsmöglichkeiten zu realisieren, wurde der vorhandene Simulator "EndoSim" um eine akustische Ausgabe ergänzt. Die Haptik wurde sowohl im Umfang als auch bezüglich der Funktionalität erweitert. Dadurch entstand der erste Koloskopiesimulator, welcher eine maximale Realitätstreue durch aktives Force-Feedback auf allen bei dieser Untersuchung möglichen Freiheitsgraden bietet. Des Weiteren ist dabei erstmals ein Koloskopiesimulator mit Positionierung auf den vier Freiheitsgraden realisiert worden. Dies wurde genutzt, um dem Trainierenden neue Möglichkeiten der Hilfe anzubieten: Ein Lernender kann sich anhand von Aufnahmen führen lassen, diesen Wiedergabemodus für eigene Versuche unterbrechen und sich bei Schwierigkeiten wieder auf den empfohlenen Weg zurücksetzen lassen. Für Nutzer des Force-Feedback-Modus wurde die Möglichkeit geschaffen, sich bei Problemen einen vorausberechneten Weg sowohl optisch als auch haptisch aufzeigen zu lassen. Die neu eingeführten Methoden erweitern in Ausbildung und Assessment den Einsatzbereich von Endoskopiesimulatoren. Zusätzlich ist es durch die neue Haptik einfach möglich, weitere Anwendungen zur Verbesserung des Trainings -- wie paralleles haptisches Training oder delokalisierte Anleitung durch einen Experten -- zu realisieren.
Translation of the title: Development of a computer-based training simulator with special haptic for diversified methods of training (English)
Translation of the abstract: Colonoscopy is an endoscopic method for the examination of the colon. Since the aquisition of the examination is difficult and can be dangerous for the patient, using models or computer simulators should result in a training independent of patients. Possibilities and boundaries of these methods are shown in this thesis and new methods for upgrading the training are derived. To realize these new methods of training, the available simulator "EndoSim" was supplemented with an acoustic display. The coverage and the functionality of the haptic device were expanded. This results in the first colonoscopy simulator with maximal realistic behavior due to the active force feedback in all possible degrees of freedom available at this examination. Furthermore, the first colonoscopy simulator with the possibility of positioning at all four degrees of freedom was developed thereby. This was used to offer a new aid to the exercising person: Guidance of the exercising person on the basis of recorded datas is possible. This replay modus can be interrupted for own trials and in case of difficulties the position can be set back to the recommended way. A new possibility for users having problems in the force feedback mode was created: The calculated way can be shown optical as well as haptical. The newly introduced possibilities enlarge the application area of endoscopy simulators in education and assessment. Due to the new haptic, additions like parallel haptic training or delocalised guidance by an expert are easy to realise. (English)
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Rieger, Klaus (2008) Entwicklung eines Endoskopiesimulators mit spezieller Haptik für verschiedenartige neue Trainingsmethoden. Open Access [Doctoral dissertation]
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