Stefan Haßfeld

Robot Assistant for Dental Implantology

We introduce a method to apply a preoperative 3D plan for inserting dental implants with an assisting medical robot. The treatment plan is based on the 3D visualization of the CT data of the patients maxilla and mandible, and supplies the location of the implants in the patients coordinates. The plan is then transferred to the surgical robots coordinate system. The robot guides the tool, a drill guide. Position, orientation, and depth of the initial drilling is defined with the tool held by the robot while the surgeon drills. The robot assists the dentist, and the optimal treatment plan will be applied directly to the patient.

Current concepts in cleft care: A multicenter analysis

The current surgical techniques used in cleft repair are well established, but different centers use different approaches. To determine the best treatment for patients, a multi-center comparative study is required. In this study, we surveyed all craniofacial departments registered with the German Society of Maxillofacial Surgery to determine which cleft repair techniques are currently in use. Our findings revealed much variation in cleft repair between different centers. Although most centers did use a two-stage approach, the operative techniques and timing of lip and palate closure were different in every center. This shows that a retrospective comparative analysis of patient outcome between the participating centers is not possible and illustrates the need for prospective comparative studies to establish the optimal technique for reconstructive cleft surgery.

Bipolare Spülpinzette@@@Bipolar irrigation forceps – First experiences of a new development in high-frequency surgery: Erste Erfahrungen mit einer Neuentwicklung in der Hochfrequenzchirurgie

Fragestellung: Im Rahmen der meisten operativen Eingriffe wird Gewebe zum Zweck der Blutstillung mittels Hochfrequenzstrom koaguliert. In der Regel werden hierfür bipolare Pinzetten verwendet. Bisher konnte jedoch ein durch die Koagulation hervorgerufenes, mehr oder weniger starkes Ankleben von Biogewebe an den Pinzettenbranchen nicht vermieden werden, wodurch eine suffiziente Blutstillung erschwert wurde. Es sollte untersucht werden, ob dieser unerwünschte Effekt möglicherweise vermieden werden kann. Material und Methode: Eine neu entwickelte bipolare Spülpinzette, bei der während des Koagulationsvorgangs 0,9%ige NaCl-Lösung aus den Pinzettenbranchen austritt, soll diese Nachteile vermeiden. Die Spülpinzette wurde sowohl experimentell-chirurgisch als auch klinisch getestet und bewertet. Ergebnisse: Spülflüssigkeit der Wahl ist 0,9%ige NaCl-Lösung. Thermographieaufnahmen während der Koagulation von Biogewebe konnten zeigen, dass sich das Gewebe bei gespülter Koagulation schneller und stärker erwärmt sowie die Pinzettenspitze weniger erhitzt wird als bei ungespülter Koagulation. Sowohl bei experimentell-chirurgischer als auch bei klinischer Testung konnte das Ankleben von Biogewebe an den Pinzettenbranchen praktisch vollständig vermieden werden. Dieser Effekt bestätigte sich auch histologisch. Schlussfolgerungen: Nachdem sich andere Methoden zur Vermeidung des Klebeeffekte bei Gewebekoagulation mittels Hochfrequenzstrom bisher nicht bewährt haben, erwies sich die bipolare Spülelektrode als eine viel versprechende Neuentwicklung, die dem Operateur ohne größere Umstellung ein zügigeres und sichereres Arbeiten ermöglicht und das Risiko von Komplikationen senken kann. Problem: During most surgeries, tissues are coagulated by a high-frequency current in order to stop the bleeding. Usually, bipolar forceps are used for this procedure. Until now it could not be avoided, however, that the biotissue would adhere to the forceps ends making hemostasis more difficult to achieve. Can this negative effect possibly be avoided? Material and method: A newly developed bipolar irrigation forceps spilling out a 0.9% sodium chloride solution during the coagulation process has been designed to avoid this disadvantage. The irrigation forceps has been tested and evaluated experimentally in surgery as well as clinically. Results: The irrigation liquid selected is a 0.9% sodium chloride solution. Thermal imaging during biotissue coagulation has shown that the tissue heats up more and faster with flushed coagulation, and that the tip of the forceps heats up less than with unirrigated coagulation. In both experimental-surgical as well as in clinical tests it was possible to stop the biotissue sticking to the ends of the forceps. This effect was also confirmed histologically. Conclusion: Since other methods of avoiding the sticking effect during tissue coagulation by a high-frequency current have not been successful until now, the bipolar irrigation electrode is a promising new development. It helps the surgeon to work more efficiently and safely without having to adapt to big changes, and, at the same time, it reduces the risk of complications.

Rechtliche Aspekte Der Computerunterstützten Chirurgie

Wenngleich an Universitaten und sonstigen Forschungseinrichtungen die wissenschaftliche Ausrichtung medizinischer Software-Entwicklungs-Projekte die Bereiche Software-Qualitat , Qualitatssicherung , Haftung, gesetzliche Bestimmungen und kommerzielle Nutzung nicht primar in den Vordergrund stellt, sind diese im Zusammenhang mit folgenden Fragestellungen trotzdem von hohem Interesse:

Material und Methode / Craniosim-Cas-Projekt

Ein zentrales Tatigkeitsfeld der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie ist die Behandlung von Fehlbildungen und Formveranderungen im Kiefer-Gesichts-Bereich. Folgende Arten werden unterschieden : Eine Wachstumshemmung des Oberkiefers (Mikrognathie) bei normal grosem Unterkiefer kann ihre Ursache unter anderem in einer vorzeitigen Zahnentfernung, einer Zahnunterzahl im Oberkiefer, einer Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte oder einer traumatischen Ruckverlagerung haben. Zwei Operationen stehen fur eine Behandlung zur Diskussion: (a) eine Ruckverlagerung des Unterkiefers (Progenieoperation) oder (b) eine Vorverlagerung des Oberkiefers. Letzteres fuhrt zur sogenannten Le-Fort-I-Osteotomie, dem gebrauchlichsten Verfahren zur Mobilisierung und Vorverlagerung des Oberkiefers. Abbildung 211 zeigt die grundsatzliche Vorgehensweise im Rahmen der Le-Fort-I-Osteotomie. Bei umfassenden Wachstumsstorungen kann die Vorverlagerung des gesamten Mittelgesichts notwendig werden. Hierfur kommt als Verfahren die Le-Fort-II- und die Le-Fort-III-Osteotomie zum Einsatz. Im Vergleich zur ersteren wird bei einer Le-Fort-III-Osteotomie das Jochbein mit in die Operation einbezogen. Die Abbildungen 212 und 213 zeigen die grundsatzliche Vorgehensweise.

Hard- und Software der Computerunterstützten Chirurgie

Die computerge- und -unterstutzte Chirurgie stellt eine Vereinigung diverser technischer und informationsverarbeitender Disziplinen dar : Nichtinvasive bildgebende Verfahren, wie CT und MR. In Verbindung hiermit mus die informationstechnische Infrastruktur Dienste zur Bildarchivierung und Kommunikation bereitstellen, beispielsweise auf der Basis eines PACS bzw. IMAC . Werkzeuge zur computergestutzten Bildverarbeitung mussen die Visualisierung mit hoher Prazision und Geschwindigkeit — echtzeitfahig ermoglichen. Verfahren der Mestechnik werden fur die Realisierung navigationstechnischer Elemente eingesetzt. Sie mussen sich durch auserst hohe Genauigkeit, hohe Zahl an Freiheitsgraden und Robustheit auszeichnen. Ebenso zahlen Techniken zur Abtastung in diesen Bereich, wie die kontaktlose dreidimensionale Oberflachenabtastung des menschlichen Korpers . Fur den Ubergang in die computergestutzte Chirurgie sind im Bereich der — industriellen — Fertigungstechnik Prazisionsgerate und Automaten fur die Operationsdurchfuhrung zu entwickeln, wie beispielsweise Roboter. Schlieslich sind alle diese Elemente mit den Werkzeugen der Chirurgietechnik zu verbinden. Nachfolgend wird auf den derzeitigen Entwicklungsstand in den Disziplinen der computerunterstutzten Chirurgie eingegangen.

Ergebnisse / CAS-Rahmenbedingungen im Überblick

Detaillierte Ergebnisse zur Bewertung der Rahmenbedingungen fur die Entwicklung und den Einsatz von Werkzeugen zur computerunterstutzten Chirurgie finden sich in den Kapiteln 1 und 2. Nachfolgend werden die zentralen Resultate in bezug auf die Technik und die Rechtssituation zusammengefast.

Diskussion und Bewertung / Details der CAS-Umgebung

Bezugnehmend auf die in Kapitel 3 vorgenommene ausfuhrliche Beschreibung der an der MKG geschaffenen CAS-Entwicklungsumgebung, werden nachfolgend einige Details naher diskutiert, dies aus den gewonnenen Erfahrungen heraus.