Entwicklung eines telemedizinischen Eingabebereichs zur Steuerung eines parallelkinematischen Operationsroboters und Evaluation verschiedener Eingabehaltungen

Einleitung:

Für die Roboter-assistierte Chirurgie sind bedienungsfreundliche telemedizinische Eingabeeinheiten nötig. Im Rahmen des DFG-geförderten Projektes „FLEXMIN“ entwickelten wir eine modulare telemedizinische Eingabeeinheit mit offenem Eingabekonzept und haptischem Feedback.

Ziele:

Ziel dieser Entwicklungsarbeit ist die Bestimmung des Einflusses verschiedener Eingabehaltungen auf die Effizienz der chirurgischen Tätigkeit.

Methodik:

Zur Entwicklung des telemedizinischen Eingabebereichs eines parallelkinetischen Operationsroboters (FLEXMIN-Projekt) wurden verschiedene mittels Literaturrecherche als ergonomisch und intuitiv anzusehende Eingabehaltungen mit n = 10 Probanden anhand von Zeit-Fehlerwerten durch Geschicklichkeitsübungen in verschiedenen Schwierigkeitsgraden verglichen. Mit den evaluierten Daten erfolgte die Entwicklung des Eingabebereichs. Die als ergonomischste und intuitivste Eingabehaltung wurde dann mit einer Standard-Operationshaltung in einem zweiten Versuch mit n = 20 Probanden verglichen.

Ergebnisse:

In Versuch 1 zeigte sich kein signifikanter Unterschied aller Eingabeausrichtungen der randomisierten Gruppen (n = 5) in Gesamtzeit und -fehlerzahl. Es zeigte sich eine signifikant geringere Gesamtzeit der Gruppe 2 (60 °/20 °, 75 °, 60 °, 45 °) zu Gruppe 1 (45 °, 60 °, 75 °, 60 °/20 °). Die 60 °/20 ° Position wurde von 80% der Probanden als ergonomischer und intuitiver beschrieben.

Bei der Entwicklung der telemedizinischen Eingabeeinheit wurde daher auf eine individuelle Anpassbarkeit durch zahlreiche Individualisierungsoptionen geachtet.

Nach Fertigstellung der Eingabeeinheit erfolgte die Durchführung eines zweiten Versuchs (60 °/20 ° versus Operationshaltung) mit n = 20 Probanden, bei dem Zeit-Fehlerwerte durch Absolvierung verschiedener Geschicklichkeitsübungen bestimmt wurden. Es konnte kein signifikanter Unterschied aufgezeigt werden. Die 60 °/20 °- Haltung wurde als intuitiver betrachtet.

Schlussfolgerung:

Das Erreichen eines ergonomischen und zugleich intuitiven Eingabebereichs ist durch eine höchstmögliche individuelle Einstellbarkeit der einzelnen Elemente zu erreichen. Die durchgeführten Versuche verdeutlichen die Notwendigkeit dieser Individualität. Der entwickelte telemedizinische Arbeitsbereich erfüllt diese Voraussetzungen.