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Orthopädischer Trainingssimulator mit haptischem Feedback

Author(s):

R. Riener, J. Hoogen, M. Ponikvar, R. Burgkart, M. Fre., G. Schmidt
Conference/Journal:

Automatisierungstechnik, vol. 50, no. 6, pp. 296-303
Abstract:

Orthopaedic Training Simulator with Haptic Feedback Various clinical evaluation tests exist for the diagnosis of joint injuries. However, training of these tests on real patients is cumbersome as well as time and cost-consuming. In this paper a multi-modal environment is proposed that supports the training of clinical joint evaluation of the knee joint. A combined display with haptic, visual, and auditory feedback allows a user to touch and move the shank of a virtual patient, while observing the internal joint anatomy and listening to sounds produced by the joint or uttered by the patient due to pain. Various closed-loop control architectures are presented that enable a haptic interaction between the user and the shank. First promissing results from a simple biomechanical knee model, integrated in an admittance control architecture, are presented. The future use of the training environment in the field of medical education is discussed. Orthopädischer Trainingssimulator mit haptischem Feedback Zur Diagnose von Gelenkverletzungen existiert eine Vielzahl unterschiedlicher klinischer Funktionstests. Das Erlernen dieser Tests ist jedoch nur eingeschränkt am Patienten möglich und zudem kosten- und zeitintensiv. In dieser Arbeit wird eine multimodale Trainingsumgebung vorgestellt, die das Trainieren der klinischen Funktionsprüfung am Beispiel der Kniegelenkdiagnose unterstützt. Ein kombiniertes Display mit haptischem, visuellem und auditorischem Feedback ermöglicht es einem Bediener, das Bein eines virtuellen Patienten zu berühren, zu bewegen, interne anatomische Strukturen zu beobachten und Gelenkgeräusche oder Schmerzäußerungen wahrzunehmen. Zur Realisierung der haptischen Interaktion zwischen Bediener und Bein werden verschiedene Regelungsarchitekturen vorgestellt. Erste erfolgversprechende Ergebnisse mit einem einfachen biomechanischen Kniemodell, integriert in eine Admittanzregelungsarchitektur, werden diskutiert und der künftige Einsatz des Trainingsimulators in der medizinischen Ausbildung bewertet.

Year:

2002
Type of Publication:

(01)Article
Supervisor:



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