Themenmodul Computerunterstützte Chirurgietechnik

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
6 CP180 h 4 SWS (42 h)138 h

Teilnahmevoraussetzungen

Empfohlene Voraussetzungen:

  • Medizintechnik I
  • Einführung in die Medizin (Baumann)
  • Differential- und Integralrechnung I, II
  • Lineare Algebra I, II

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung/Praktikum Computerunterstützte Chirurgietechnik 6 CP 4 SWS SoSe, jährlich

Prüfungsleistung

  • 90-minütige Klausur oder 15- bis 45-minütige mündliche Prüfung
  • Teilnahmenachweise für Übungen

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur bzw. der mündlichen Prüfung.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden kennen und verstehen Grundlagen, Entwicklung und Trends der computerunterstützten Chirurgie und die Besonderheiten des medizinischtechnischen Kontextes
  • Die Studierenden kennen grundlegende technologische Komponenten und Verfahrensschritte und können deren Funktionsweise in Grundzügen erläutern
  • Die Studierenden kennen die für die computerunterstütze Chirurgie zum Einsatz kommenden multimodalen Datenquellen und Aufnahmeverfahren und können deren in diesem Kontext wichtigen grundlegenden Charakteristika und Limitierungen erläutern.
  • Die Studierenden kennen und verstehen Verfahren zur Extraktion und Kombination multimodaler Informationen auf Basis von Signal- und Bildanalyseverfahren sowie Referenzierungsverfahren und können diese erläutern.
  • Die Studierenden können das erlernte Wissen an Beispielen praktisch umsetzen und experimentell erproben.
  • Die Studierenden kennen und verstehen Grundlagen und Techniken der computergestützten Planung und rechnergestützen Fertigung von physikalischen Individualplanungsmodellen und können diese erläutern
  • Die Studierenden kennen und verstehen Komponenten und Verfahren der intraoperativen Referenzierung und Navigation sowie deren theoretische Grundlagen, Charakteristika und Limitierungen, können diese erläutern und beispielhaft anwenden.
  • Die Studierenden kennen Ausführungsformen, Charakteristika und Anwendungen von Roboter- und Manipulatorsystemen in der Chirurgie und können diese erläutern.

Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):

  • In praktischen Übungen können die Studierenden erlerntes Wissen u.a. zu Mathematik, Messtechnik, Bildverarbeitung, Mechanik und Programmierung in C++ an Beispielen auf Basis einer selbständigen (angeleiteten) Problemanalyse praktisch umsetzen und experimentell erproben (Methodenkompetenz).
  • Die programmtechnische Implementierung und experimentelle Erprobung in den Übungen erfolgt teilweise in Kleingruppen, so dass kollektive Lernprozesse gefördert werden (Teamarbeit).

Inhalte

  • Einführung in die Chirurgie und Chirurgietechnik
  • Historie, Aufgaben und Zielsetzung, 'minimal-invasive Chirurgie'
  • Arbeitsplatz Operationssaal
  • chirurgische Instrumenten- und Gerätetechnik (Überblick)
  • Randbedingungen
  • Hygiene
  • Technische Sicherheit
  • Gesetzliche und normative Anforderungen
  • Datenakquisition/Perzeption
  • Bildgebungsverfahren für die Chirurgie (2-3D Fluoroskopie, CT, (Open)MR, Ultraschall, Endoskopie,...) kontextspezifische Charakteristika, Verfahren, Einbindung in den intraoperativen Arbeitsablauf, Anwendungsgebiete
  • intraoperative Messtechnik (3D-Lage- und Kraftsensorik, …), 'Smart Instruments'
  • Weitere Daten-/Informationsquellen (morphologische und funktionelle Atlanten, Implantatdatenbanken, statistische Modelle,…)
  • Extraktion und Kombination von Information/Kognition I
  • Signal- und Bildanalysetechnik, Segmentierung (Grundlagen)
  • multimodale Referenzierungsverfahren (PTP, ICP, starr/elastisch)
  • Kognition II/Planung
  • prä- vs. intraoperative Planungssysteme: Grundlagen und Anwendungen (Orthopädie und Unfallchirurgie, Dental- und kraniofaziale Chirurgie, Neuro- und Strahlentherapie,…);
  • Fertigung und Anwendung physikalischer Planungsmodelle,
  • computerassistierte Planung und Fertigung individueller Implantate und Vorrichtungen (CASP/CAM)
  • Ausführung I/Navigationstechnik
  • Stereotaxie
  • intraoperative Registrierungsverfahren (mechanische/kinematische, optische, ultraschalltechnische und fluoroskopische Verfahren, 3D-Morphing)
  • dynamische Referenzierung, Messtechnik, medizinische und technische Limitierungen und Trends
  • Planungsbasierte Leistungsregelung (Navigated Control)
  • bildbasierte und bildlose Navigation
  • Mensch-Maschine-Interaktion/ Limitierungen
  • Ausführung II/ Robotik
  • Systeme und Sicherheitskonzepte chirurgischer Robotersysteme; Baufor-men, Kinematik
  • semiaktive/synergistische und aktive Robotersysteme;
  • Anwendungen: Roboter in Orthopädie, Neurochirurgie und Strahlentherapie,…
  • Entwicklungen und Trends
  • Chirurgische (Tele-)Manipulatoren
  • Anforderungen MIC
  • Bauformen, Kinematik, Systeme
  • Anwendungen und technische Besonderheiten
  • Herausforderungen, Limits, Trends
  • Repetitorium (bei Bedarf)

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Medizintechnik

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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