Cette thèse s'intéresse au problème du positionnement (position et orientation) dans un contexte de réalité augmentée et aborde spécifiquement les solutions à base de capteurs embarqués. Aujourd'hui, les systèmes de navigation vision-inertiel commencent à combler les besoins spécifiques de cette application. Néanmoins, ces systèmes se basent tous sur des corrections de trajectoire issues des informations visuelles à haute fréquence afin de pallier la rapide dérive des capteurs inertiels bas-coûts. Pour cette raison, ces méthodes sont mises en défaut lorsque l'environnement visuel est défavorable.Parallèlement, des travaux récents menés par la société Sysnav ont démontré qu'il était possible de réduire la dérive de l'intégration inertielle en exploitant le champ magnétique, grâce à un nouveau type d'UMI bas-coût composée – en plus des accéléromètres et gyromètres traditionnels – d'un réseau de magnétomètres. Néanmoins, cette méthode est également mise en défaut si des hypothèses de non-uniformité et de stationnarité du champ magnétique ne sont pas vérifiées localement autour du capteur.Nos travaux portent sur le développement d'une solution de navigation à l'estime robuste combinant toutes ces sources d'information: magnétiques, visuelles et inertielles.Nous présentons plusieurs approches pour la fusion de ces données, basées sur des méthodes de filtrage ou d’optimisation et nous développons un modèle de prédiction du champ magnétique inspiré d'approximation proposées en inertiel et permettant d’intégrer efficacement des termes magnétiques dans les méthodes d’ajustement de faisceaux. Les performances de ces différentes approches sont évaluées sur des données réelles et nous démontrons le bénéfice de la fusion de données comparées aux solutions vision-inertielles ou magnéto-inertielles. Des propriétés théoriques de ces méthodes liées à la théorie de l’invariance des estimateurs sont également étudiées. / This thesis addresses the issue of positioning in 6-DOF that arises from augmented reality applications and focuses on embedded sensors based solutions.Nowadays, the performance reached by visual-inertial navigation systems is starting to be adequate for AR applications. Nonetheless, those systems are based on position correction from visual sensors involved at a relatively high frequency to mitigate the quick drift of low-cost inertial sensors. This is a problem when the visual environment is unfavorable.In parallel, recent works have shown it was feasible to leverage magnetic field to reduce inertial integration drift thanks to a new type of low-cost sensor, which includes – in addition to the accelerometers and gyrometers – a network of magnetometers. Yet, this magnetic approach for dead-reckoning fails if stationarity and non-uniformity hypothesis on the magnetic field are unfulfilled in the vicinity of the sensor.We develop a robust dead-reckoning solution combining simultaneously information from all these sources: magnetic, visual, and inertial sensor. We present several approaches to solve for the fusion problem, using either filtering or non-linear optimization paradigm and we develop an efficient way to use magnetic error term in a classical bundle adjustment that was inspired from already used idea for inertial terms. We evaluate the performance of these estimators on data from real sensors. We demonstrate the benefits of the fusion compared to visual-inertial and magneto-inertial solutions. Finally, we study theoretical properties of the estimators that are linked to invariance theory.

Les Environnements Virtuels Immersifs (EVI) peuvent être utilisés pour amener des utilisateurs, répartis géographiquement ou co-localisés, à partager un même monde virtuel pour collaborer. Si l’on compare aux situations distantes, les utilisateurs d’une immersion co-localisée collaborent aussi dans le monde virtuel, mais a contrario, partagent physiquement un même espace de travail. Cette co-localisation facilite le travail collaboratif en permettant des communications directes et des interactions sans médiation informatique entre les utilisateurs.Avec le développement de l'affichage multi-utilisateur et de la technologie de tracking, les dispositifs immersifs classiques basés sur la rétroprojection (ex. CAVE) peuvent offrir maintenant l'immersion pour plusieurs utilisateurs co-localisés en affichant différentes vues stéréoscopiques sans distorsion visuelle pour chacun d’eux. Dans ce contexte, la coexistence de l'information du monde virtuel et réel, en particulier lorsque les utilisateurs ne partagent pas un référentiel spatial commun, offre aux utilisateurs une nouvelle expérience perceptive et cognitive. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la façon dont les utilisateurs se perçoivent et communiquent entre eux pour atteindre un contexte commun pour la collaboration, et aux moyens permettant d’élargir des scénarios collaboratifs déjà pris en charge dans ce type de dispositifs, basés sur des techniques de contrôle plus flexible des points de vue des utilisateurs. Cette thèse de doctorat traite donc principalement des problèmes perceptifs et de cohabitation que nous avons identifiés dans l’objectif d’assurer la sécurité et l’efficacité des collaborations co-localisées dans les environnements virtuels immersifs. Tout d'abord, nous avons mené une étude de cas pour examiner comment les conflits perceptifs modifieraient la communication entre les utilisateurs et leur performance. Deuxièmement, nous avons conçu et évalué des paradigmes de navigation appropriés pour permettre la navigation virtuelle individuelle tout en résolvant les problèmes de la cohabitation dans un espace de travail partagé physiquement limité. Enfin, sur la base des résultats de ces travaux, nous avons proposé un modèle dynamique générique qui intègre des contraintes de l'espace de travail physique et aussi ceux du monde virtuel pour gérer la collaboration co-localisée dans les systèmes immersifs multi-utilisateurs. / Immersive virtual environment can be used to bring both geographically distributed and co-located users to the same virtual place for collaboration. Compared to remote situations, co-located users collaborate in the same virtual world on top of a shared physical workspace. This collocation allows direct user communication and interaction without computer mediation which facilitates collaborative work. With the development of multi-user display and tracking technology, classical projection-based immersive setups (e.g. CAVE) can now support group immersion for co-located users by offering individual stereoscopic views without visual distortion. In this context, the coexistence of information from the virtual and real world, especially when users do not share a common spatial reference frame, provides users with a new kind of perceptual and cognitive experience. We are interested in how users perceive and communicate with each other to achieve a shared context for collaboration, and how we can broaden supported collaborative scenarios with more flexible viewpoint control.This PhD thesis mainly addresses perceptual and cohabitation issues that we identified in the aim of supporting safe and efficient co-located collaboration in immersive virtual environment. First, we conducted a case study to examine how perceptual conflicts would alter user communication and task performance. Second, we concentrated on the design and evaluation of appropriate navigation paradigms to allow individual virtual navigation while solving cohabitation problems in a shared limited physical workspace. At last, based on the results of previous studies, we designed a generic dynamic navigation model which integrates constrains from the physical workspace and also the virtual world to enable co-located collaboration in multi-user immersive systems.

En biologie structurale, l’étude théorique de structures moléculaires comporte quatre activités principales organisées selon le processus séquentiel suivant : la collecte de données expérimentales/théoriques, la visualisation des structures 3d, la simulation moléculaire, l’analyse et l’interprétation des résultats. Cet enchaînement permet à l’expert d’élaborer de nouvelles hypothèses, de les vérifier de manière expérimentale et de produire de nouvelles données comme point de départ d’un nouveau processus.L’explosion de la quantité de données à manipuler au sein de cette boucle pose désormais deux problèmes. Premièrement, les ressources et le temps relatifs aux tâches de transfert et de conversion de données entre chacune de ces activités augmentent considérablement. Deuxièmement, la complexité des données moléculaires générées par les nouvelles méthodologies expérimentales accroît fortement la difficulté pour correctement percevoir, visualiser et analyser ces données.Les environnements immersifs sont souvent proposés pour aborder le problème de la quantité et de la complexité croissante des phénomènes modélisés, en particulier durant l’activité de visualisation. En effet, la Réalité Virtuelle offre entre autre une perception stéréoscopique de haute qualité utile à une meilleure compréhension de données moléculaires intrinsèquement tridimensionnelles. Elle permet également d’afficher une quantité d’information importante grâce aux grandes surfaces d’affichage, mais aussi de compléter la sensation d’immersion par d’autres canaux sensorimoteurs.Cependant, deux facteurs majeurs freinent l’usage de la Réalité Virtuelle dans le domaine de la biologie structurale. D’une part, même s’il existe une littérature fournie sur la navigation dans les scènes virtuelles réalistes et écologiques, celle-ci est très peu étudiée sur la navigation sur des données scientifiques abstraites. La compréhension de phénomènes 3d complexes est pourtant particulièrement conditionnée par la capacité du sujet à se repérer dans l’espace. Le premier objectif de ce travail de doctorat a donc été de proposer des paradigmes navigation 3d adaptés aux structures moléculaires complexes. D’autre part, le contexte interactif des environnements immersif favorise l’interaction directe avec les objets d’intérêt. Or les activités de collecte et d’analyse des résultats supposent un contexte de travail en "ligne de commande" ou basé sur des scripts spécifiques aux outils d’analyse. Il en résulte que l’usage de la Réalité Virtuelle se limite souvent à l’activité d’exploration et de visualisation des structures moléculaires. C’est pourquoi le second objectif de thèse est de rapprocher ces différentes activités, jusqu’alors réalisées dans des contextes interactifs et applicatifs indépendants, au sein d’un contexte interactif homogène et unique. Outre le fait de minimiser le temps passé dans la gestion des données entre les différents contextes de travail, il s’agit également de présenter de manière conjointe et simultanée les structures moléculaires et leurs analyses et de permettre leur manipulation par des interactions directes.Notre contribution répond à ces objectifs en s’appuyant sur une approche guidée à la fois par le contenu et la tâche. Des paradigmes de navigation ont été conçus en tenant compte du contenu moléculaire, en particulier des propriétés géométriques, et des tâches de l’expert, afin de faciliter le repérage spatial et de rendre plus performante l’activité d’exploration. Par ailleurs, formaliser la nature des données moléculaires, leurs analyses et leurs représentations visuelles, permettent notamment de proposer à la demande et interactivement des analyses adaptées à la nature des données et de créer des liens entre les composants moléculaires et les analyses associées. Ces fonctionnalités passent par la construction d’une représentation sémantique unifiée et performante rendant possible l’intégration de ces activités dans un contexte interactif unique. / In structural biology, the theoretical study of molecular structures has four main activities organized in the following scenario: collection of experimental and theoretical data, visualization of 3D structures, molecular simulation, analysis and interpretation of results. This pipeline allows the expert to develop new hypotheses, to verify them experimentally and to produce new data as a starting point for a new scenario.The explosion in the amount of data to handle in this loop has two problems. Firstly, the resources and time dedicated to the tasks of transfer and conversion of data between each of these four activities increases significantly. Secondly, the complexity of molecular data generated by new experimental methodologies greatly increases the difficulty to properly collect, visualize and analyze the data.Immersive environments are often proposed to address the quantity and the increasing complexity of the modeled phenomena, especially during the viewing activity. Indeed, virtual reality offers a high quality stereoscopic perception, useful for a better understanding of inherently three-dimensional molecular data. It also displays a large amount of information thanks to the large display surfaces, but also to complete the immersive feeling with other sensorimotor channels (3D audio, haptic feedbacks,...).However, two major factors hindering the use of virtual reality in the field of structural biology. On one hand, although there are literature on navigation and environmental realistic virtual scenes, navigating abstract science is still very little studied. The understanding of complex 3D phenomena is however particularly conditioned by the subject’s ability to identify themselves in a complex 3D phenomenon. The first objective of this thesis work is then to propose 3D navigation paradigms adapted to the molecular structures of increasing complexity. On the other hand, the interactive context of immersive environments encourages direct interaction with the objects of interest. But the activities of: results collection, simulation and analysis, assume a working environment based on command-line inputs or through specific scripts associated to the tools. Usually, the use of virtual reality is therefore restricted to molecular structures exploration and visualization. The second thesis objective is then to bring all these activities, previously carried out in independent and interactive application contexts, within a homogeneous and unique interactive context. In addition to minimizing the time spent in data management between different work contexts, the aim is also to present, in a joint and simultaneous way, molecular structures and analyses, and allow their manipulation through direct interaction.Our contribution meets these objectives by building on an approach guided by both the content and the task. More precisely, navigation paradigms have been designed taking into account the molecular content, especially geometric properties, and tasks of the expert, to facilitate spatial referencing in molecular complexes and make the exploration of these structures more efficient. In addition, formalizing the nature of molecular data, their analysis and their visual representations, allows to interactively propose analyzes adapted to the nature of the data and create links between the molecular components and associated analyzes. These features go through the construction of a unified and powerful semantic representation making possible the integration of these activities in a unique interactive context.

CrossDump is a GPS application developed for modern industrial vehicles, specifically those in municipal solid waste collection. The application is developed for CrossControl AB, a company selling computers and electronics for heavy machinery and industrial trucks. CrossDump will be used to demonstrate the potential of CrossControl’s display computers. In contrast to GPS applications like Google Maps, CrossDump is tailor-made for CrossControl’s displays, mounted on the dashboard by the driver in a vehicle. The system helps garbage truck drivers navigate safely and efficiently between waste collection sites and supplies location-specific information relevant to the driver’s work tasks. CrossDump is built to minimize the driving distance, which contributes to a more sustainable environment. To show the full capacity of CrossControl’s hardware the application has been designed specifically with performance in mind. / CrossDump är en GPS-applikation utvecklad för moderna industrifordon, specifikt de inom kommunal avfallshantering. Applikationen är skapad åt CrossControl AB, ett företag som säljer datorer och elektronik till industriella fordon och maskiner. CrossDump kan demonstrera potentialen hos CrossControls displaydatorer. Till skillnad från GPS-applikationer som Google Maps, är CrossDump skräddarsydd för CrossControls displayer, som kan monteras framme vid föraren i ett fordon. Applikationen hjälper sopbilsförare att navigera tryggt och effektivt mellan sopplatser och visar platsbaserad information om vilka uppgifter föraren ska utföra. CrossDump är byggd för att minimera förarens körsträcka för att bidra till en mer hållbar miljö. För att utveckla ett system som visar hårdvarans förmåga har applikationen designats specifikt med prestanda i åtanke.

Ziel der vorliegenden retrospektiven Studie war es, die Exaktheit der Pedikelschraubenlage bei der dorsalen Implantation von internen Fixateuren an der Brustwirbelsäule zu untersuchen. Es wurden die Verletzungs- und Krankheitsentitäten Frakturen, Tumore bzw. Metastasen und Spondylodiszitiden der Brustwirbelsäule in die Studie aufgenommen. In den Jahren von 2005 bis 2010 wurden an der Klinik und Poliklinik für Unfall-, Wiederherstellungs - und Plastische Chirurgie der Universität Leipzig eine Vielzahl dieser Operationen durchgeführt. Insgesamt 196 Patienten wurden in die Studie aufgenommen, zusammen wurden bei diesen Patienten 1379 Schrauben implantiert. Intraoperativ wurden verschiedenen Bildgebungen angewandt, um die Lage der Schrauben zu bestimmen. Zum einen die konventionelle zweidimensionale Darstellung mittels eines Bildwandlers, zum anderen zwei Verfahren der Navigation, welche dreidimensionale Bilder liefern: die computertomographie-basierte Navgiation und die 3D-C-Arm Navigation. Postoperativ erhielten alle Patienten eine computertomographische Untersuchung der instrumentierten Region. Anhand dieser Bilder konnte die genaue Lage jeder einzelnen Schrauben im Wirbelbogen bestimmt und ausgemessen werden. Sämtliche laterale und mediale Fehllagen wurden bestimmt, um anschließend einen Vergleich der drei Verfahren hinsichtlich ihrer Genauigkeit zu vollziehen. Es zeigte sich, dass die 3D-C-Arm Navigation die niedrigste Anzahl an Schraubenfehllagen aufwies. Die konventionelle und auch die computertomographie-basierte Navigation brachten hingegen ähnliche Fehllagenraten von über 20 Prozent. Die 3D-C-Arm Navigation bringt demnach eine größere Sicherheit für den Patienten mit sich, da Komplikationen aufgrund von Schraubenfehllagen, wie beispielsweise neurologische Schäden und instabilen Osteosynthesen, seltener auftreten. Darüber hinaus könnte bei Anwendung dieses Navigationssystems eine postoperative Computertomographie entbehrlich werden, da durch den bereits intraoperativ erfolgten dreidimensionalen Scan eine hinreichende Beurteilung der Schraubenlagen möglich ist. In der Konsequenz kann somit die Strahlenexposition für den Patienten minimiert werden.

Ziel dieser Arbeit war die 3D-navigierte Transiliosakralverschraubung in einer experimentellen Studie an Plastik- und Spenderbecken sowie in einer prospektiven klinischen Studie mit einer retrospektiven Kontrollgruppe auf die Praktikabilität und proklamierten Vorteile zu überprüfen. Die Ergebnisse der experimentellen Testung unter Idealbedingungen konnten nicht vollständig in der klinischen Anwendung reproduziert werden. Die 3D-gestützte Navigation ermöglicht im Vergleich zur 2D-gestützten Navigation und der konventionellen Bildwandlertechnik nach Matta und Saucedo eine hohe Genauigkeit. Jedoch führt eine Schraubenfehllage häufiger zu einem neurologischen Defizit. Die Strahlenbelastung ähnelt den Verfahren der Kontrollgruppe; darüber hinaus konnten die OP-Zeiten bei der Patientenversorgung unterschritten werden. Die 3D-Navigation bietet besonders aufgrund ihrer hohen Präzision deutliche Vorteile bei der Transiliosakralverschraubung, ist jedoch auch fehleranfällig und kann damit keine allumfas-sende Sicherheit bieten.

Sonification is the systematic transformation of data to sound. Sonification is a means to communicate information, to support navigation, or to explore data. In a multi-disciplinary research project we develop a psychoacoustically-motivated sonification that supports surgeons’ orientation in image-guided interventions. One drawback of image-guidance is that neither the location of monitors nor the displayed view on the patient’s anatomy coincides with the actual viewpoint of the surgeon. Surgeons need to mentally scale, rotate, and translate the displayed graphics. These operations are cognitively demanding. Sonification can reduce cognitive load and relieve the visual channel to improve the ergonomic situation in the operating room by communicating the location of the target, relative to the tool tip, like the center of a tumor relative to the ablation needle. By means of psychoacoustic sonification we ensure that the sounds are readily interpretable in terms of orthogonal and linear dimensions with a high resolution.

Einleitung Die Navigation in der Nasennebenhöhlenchiurgie hat bereits Einzug in den klinischen Alltag gehalten. Zur Evaluierung ihrer Leistungsfähigkeit bedarf es der Überprüfung der chirurgischen Genauigkeit am Patienten. Die Durchführung einer Genauigkeitsstudie am Patienten ist aus ethischen und methodischen Gründen nicht zu realisieren. Eine Phantomstudie soll eine realistische und ausführliche Genauigkeitsstudie ermöglichen. Besonderes Augenmerk wird in dieser Studie auf die Registrierung gelegt. Material und Methoden Gegenstand der Untersuchungen ist ein optoelektrisches Navigationssystem der Firma Karl Storz (NPU). Zur Evaluierung der Auswirkung der Registrierung auf die Navigationsgenauigkeit wurden die Registrierungspunkte in verschiedenen Mustern angeordnet. Es wurde das Registrierungsmuster der Standardregistrierung zwei weiteren gegenübergestellt. Zum einen wurden die Registrierungspunkte enger und zum anderen weiter gesetzt. Es standen zwölf HNO-ärztliche Probanden zur Verfügung. Die Aufgabe bestand darin, insgesamt zehn mit einer Titanschraube markierten Landmarken unter endoskopischer Kontrolle mit der Pointerspitze zu berühren. Die korrespondierenden Koordinaten wurden dokumentiert. Durch eine Vektorrechnung wird die Abweichung vom Soll- und Ist-Wert berechnet. Ergebnisse Es konnten insgesamt 1800 gültige Messdaten für die Abweichung aus 5400 Koordinaten ermittelt werden. Die Ergebnisse sind überwiegend normalverteilt. Die durchschnittliche Genauigkeit für die Standardregistrierung betrug 3,51 mm bei einer Präzision von 1,17 mm und einer maximalen Abweichung bis 5,87 mm. Für die Registrierung mit dem größeren Volumen konnte eine chirurgische Genauigkeit ermittelt werden von 3,43 mm mit einer Präzision von 0,83 mm und maximalen Abweichung von 4,78 mm. Für die Registrierung mit dem betrug die chirurgische Genauigkeit 4,15 mm, die Präzision 1,55 mm und die maximale Abweichung 7,11 mm. Schlussfolgerungen Die vorliegende Studie konnte zeigen, dass mit der derzeit durchgeführten Standardregistrierung ausreichende, konstante und zuverlässige Navigationsgenauigkeiten erzielt werden können. Es konnten keine signifikanten Unterschiede zur Registrierung mit dem größeren Volumen, jedoch zur Registrierung mit dem kleineren Volumen, nachgewiesen werden. Die Navigationsgenauigkeit ist keine konstante Größe. Die Genauigkeit variiert nach Lage der anatomischen Struktur, abhängig davon, ob sie im Zentrum der Referenzpunkte liegt. Es konnte gezeigt werden, dass über die Qualität der Registrierung Einfluss auf die Navigationsgenauigkeit genommen werden kann. Desweiteren kann von einer Abhängigkeit vom Anwender ausgegangen werden. Hier sind jedoch weiterführende Untersuchungen mit größeren Probandenzahlen erforderlich. Die in dieser Studie erzielten Ergebnisse sind mit Angaben anderer Studien vergleichbar.

Mit Hilfe eines kommerziellen, am Universitätsklinikum Leipzig vorhandenen Navigationssystems (Localite) ist es möglich, Interventionen in einer herkömmlichen MRTUmgebung unter Echtzeitnavigation durchzuführen. In der vorliegenden Arbeit werden die Genauigkeit, Benutzerfreundlichkeit sowie der Zeitaufwand für perkutane Punktionen mit diesem System untersucht. Zur Navigation wird das jeweilige Instrument optisch verfolgt. Die automatische Patientenregistrierung außerhalb des MR-Tunnels erfolgt über eine einmalige 3DLokalisation spezieller MR-Marker. 24 Operateure mit unterschiedlicher radiologischer Erfahrung führten insgesamt 240 unterschiedlich schwere Punktionen an einem selbst entwickelten Phantom durch. Nach diesen Versuchen füllten die Operateure einen Fragebogen zur Handhabbarkeit des Systems aus. Zudem wurden 24 klinische perkutane Interventionen in nicht atemverschieblichen Körperregionen ausgewertet. Für alle Biopsien wurden Zeiten für charakteristische Arbeitsschritte dokumentiert. Die Treffergenauigkeit war im Phantomexperiment für alle Gruppen relativ hoch (Fachärzte: 93%, Assistenzärzte: 88%, Studenten 81%; Cochran p=0,104). Die dazugehörigen durchschnittlichen Zeiten für einen Biopsiezyklus lagen, gemessen in Minuten, bei 4:13 (FÄ), 4:42 (AÄ) und 5:06 (MS) (P<0,001). Die subjektiven Bewertungen des Navigationssystems an Hand der Aussagen (Items) des Fragebogens zeigten keine Abhängigkeit vom Erfahrungsgrad des Operateurs. Die diagnostische Genauigkeit der klinischen Interventionen lag bei 92%. Die mittlere Interventionszeit betrug dabei 18 min. Das Navigationssystem wurde erfolgreich für Interventionen in verschiedenen Körperregionen eingesetzt. Die Genauigkeit und die benötigten Eingriffszeiten sind mit anderen in der Literatur beschriebenen MRT-geführten Interventionen vergleichbar. Auch unerfahrene Operateure konnten das Navigationssystem relativ schnell und sicher anwenden.:INHALTSVERZEICHNIS 1 BIBLIOGRAPHISCHE BESCHREIBUNG......................................................................................... 2 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS.............................................................................................................. 5 3 EINFÜHRUNG IN VERSCHIEDENE BIOPSIEVERFAHREN ........................................................... 6 4 AUFGABENSTELLUNG........................................................................................................................ 12 5 METHODEN ............................................................................................................................................ 13 5.1 KOMPONENTEN DES NAVIGATIONSSYSTEMS ...................................................................................... 13 5.1.1 Hardware ..................................................................................................................................... 13 5.1.2 Software ....................................................................................................................................... 16 5.2 BILDGEBUNG DER MARKER UND DES PHANTOMS............................................................................... 16 5.3 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 18 5.3.1 Phantom ....................................................................................................................................... 18 5.3.2 Ablauf und Zeiten eines Biopsiezyklus .......................................................................................... 21 5.3.3 Abhängigkeit der Genauigkeit von der Markerposition zum Isozentrum ...................................... 23 5.3.4 Dauer des Versuchsaufbaus .......................................................................................................... 24 5.3.5 Einschätzung der Handhabbarkeit des Navigationssystems ......................................................... 25 5.4 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 26 5.4.1 Patientenkollektiv......................................................................................................................... 26 5.4.2 Indikationen für eine MRT-gestützte Biopsie ................................................................................ 26 5.4.3 Arbeitsschritte ............................................................................................................................... 27 5.5 AUSWERTUNG DER DATEN ................................................................................................................. 28 6 ERGEBNISSE .......................................................................................................................................... 29 6.1 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 29 6.1.1 Trefferquote.................................................................................................................................. 29 6.1.2 Biopsiezeiten ................................................................................................................................ 30 6.1.3 Handhabbarkeit des Navigationssystems...................................................................................... 33 6.1.4 Beobachtungen durch den Versuchsleiter (Verfasser der Arbeit)................................................. 36 6.2 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 37 6.2.1 Treffergenauigkeit ......................................................................................................................... 37 6.2.2 Biopsiezeiten ................................................................................................................................ 39 6.3 KLINISCHE FALLBEISPIELE ................................................................................................................. 41 6.3.1 Metastase eines malignen Melanoms ............................................................................................ 41 6.3.2 Rezidivierendes Mammakarzinom................................................................................................. 42 6.3.3 Unklare Raumforderung im Acetabulumdach............................................................................... 43 6.3.4 Verdacht auf Abszess im Bereich des linken Hüftgelenkes............................................................ 44 6.3.5 Knochenmetastase eines Karzinoms der Cervix uteri ................................................................... 45 6.3.6 Metastasiertes Nierenkarzinom..................................................................................................... 46 6.3.7 Burkitt-Lymphom.......................................................................................................................... 47 6.3.8 Metastasiertes Prostatakarzinom.................................................................................................. 49 7 DISKUSSION ........................................................................................................................................... 51 7.1 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 51 7.1.1 Biopsiephantom............................................................................................................................ 51 7.1.2 Bewertung der Treffergenauigkeit................................................................................................. 52 7.1.3 Bewertung der Biopsiezeiten......................................................................................................... 54 7.1.4 Bewertung der Handhabbarkeit .................................................................................................... 55 7.2 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 57 7.2.1 Warum MRT-gestützte Interventionen?......................................................................................... 57 7.2.2 Vergleich der experimentellen und klinischen Ergebnisse............................................................ 58 7.2.3 Vergleich verschiedener Interventionsverfahren am MRT............................................................ 60 8 SCHLUSSFOLGERUNG........................................................................................................................ 66 9 ZUSAMMENFASSUNG.......................................................................................................................... 67 9.1 EINLEITUNG UND MOTIVATION: ......................................................................................................... 67 9.2 MATERIAL UND METHODEN: .............................................................................................................. 68 9.2.1 Phantomexperiment: ..................................................................................................................... 68 3 9.2.2 Klinische Studie: ........................................................................................................................... 69 9.3 ERGEBNISSE:...................................................................................................................................... 70 9.3.1 Phantomexperiment: ..................................................................................................................... 70 9.3.2 Klinische Studie: ........................................................................................................................... 70 9.4 DISKUSSION....................................................................................................................................... 71 10 LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................................................. 72 11 ANLAGEN................................................................................................................................................ 78 11.1 ANLAGE 1: PHANTOMAUFSICHT ......................................................................................................... 78 11.2 ANLAGE 2: ABLAUFPLAN ................................................................................................................... 79 11.3 ANLAGE 3: FRAGEBOGEN ................................................................................................................... 80 11.4 ANLAGE 4: PHANTOMPROTOKOLL ...................................................................................................... 81 11.5 ANLAGE 5: PROTOKOLL KLINISCHE INTERVENTIONEN ....................................................................... 82 11.6 ANLAGE 6: PUNKTION AM BIOPSIEPHANTOM ..................................................................................... 83 11.7 ANLAGE 7: DESKRIPTIVE AUSWERTUNG ............................................................................................ 84 11.8 ANLAGE 8: AUFKLÄRUNGSBOGEN...................................................................................................... 87 11.9 ANLAGE 9 EINWILLIGUNGSERKLÄRUNG............................................................................................. 91 12 ANHANG.................................................................................................................................................. 94 12.1 ERKLÄRUNG ÜBER DIE EIGENSTÄNDIGE ABFASSUNG DER ARBEIT...................................................... 94 12.2 LEBENSLAUF...................................................................................................................................... 95 12.3 VERÖFFENTLICHUNGEN UND WISSENSCHAFTLICHE PRÄSENTATIONEN............................................... 96 12.4 DANKSAGUNG ................................................................................................................................... 97

The aim of the study was to investigate how users experience two different global navigation systems of an e-commerce site in the home furnishing industry. Furthermore, the purpose of the study was to identify which aspects, in a global navigation system, affect the usability of an e-commerce website in the home furnishing industry and investigate what, in connection with a global navigation system, affects the usability. A user centered method called Contextual Inquiry was adopted to define users’ experiences, needs and expectations on global navigation systems in the home furnishing industry. Five participants participated and studied two e-commerce sites: H&amp;M Home and Ellos Home. Furthermore, a content analysis was used to analyze the empirical material. Based on the participants' experiences, needs and expectations concerning/regarding the global navigation systems four themes emerged: to have a distinct search function and an easily accessible shopping cart, a global navigation should be easy to navigate, scrolling is experienced less efficiently, descriptive labels increase efficiency and visibility. The results indicate that the horizontal global navigation menu was considered more useful than the vertical navigation menu, according to the participants, mainly because the drop-down menu made it easier to overview the website's offerings. The vertical menu was considered to have poorer positioning and the biggest problem was that the participants had to scroll to take part of the information. Further on the results also indicate that clear labels, search box and drop-down menu affect the usability.