St. Gallen, Univ., Diss., 2003.

Die Transplantation eines Organes ist in der Medizin oftmals die letzte Möglichkeit zur Behandlung einer terminalen Organinsuffizienz. Das grundlegende Problem der internationalen Transplantationsmedizin ist die stetig wachsende Diskrepanz zwischen Bedarf und Angebot von Transplantaten. Die Situation wird dramatisiert durch einen Trend der Marginalisierung von Spenderorganen. Marginale Spenderorgane werden häufig aufgrund mangelnder Möglichkeiten zur Funktionsbewertung verworfen. Die Technik der ex-vivo Organperfusion kann maschinell physiologienahe Bedingungen bereitstellen, um ein isoliertes Transplantat zu rekonditionieren und sogar eine Bewertung seines Zustands zu ermöglichen. Perfusionsprozesse sind organsystemindividuell durch eine hohe Komplexität ihrer biologisch-technisch verkoppelten Vorgänge gekennzeichnet. Für nutzer- und sicherheitsorientierte, klinisch taugliche Perfusionssysteme ist eine Prozessautomatisierung unumgänglich. Hier sind in klassischer anwendungsindividueller Entwicklung hohe Kosten die Folge. Auf Basis von Recherchen zum aktuellen Stand von Medizin und Technik konnten Eigenschaften von Perfusionsprozessen für die Organsysteme Herz, Lunge, Leber und Niere bestimmt werden. Aus ähnlichen Anwendungen der extrakoporalen Lebensunterstützung sind Erkenntnisse zur Systemautomatisierung zusammengetragen worden. In Fortführung der Arbeit sind die Organperfusionsprozesse abstrahiert und verallgemeinert worden. Beteiligte Prozessgrößen, sowie deren funktioneller Verkopplungen wurden identifiziert und evaluiert, um schließlich eine generalisierte, organunabhängige Strategie zur dezentralen Mehrgrößenregelung abzuleiten. Die abgeleitete Regelungsstrategie wurde folgend speziell für die ex-vivo Nierenperfusion umgesetzt. Dazu wurde zunächst auf Basis des generalisierten Organperfusionsprozesses ein Gerätesystem zur Nierenperfusion abgeleitet, entwickelt und aufgebaut. Für das entstandene Perfusionssystem wurden Modellbildungen und Parameteridentifikationen des Temperatursystems, des hämodynamischen Systems und des Blutgassystems durchgeführt. Die entstandenen Zustandsraummodelle wurden jeweils in Simulink implementiert und mittels realer Perfusionsexperimente an Schweinenieren im Tiermodell validiert. Simulativ und analytisch wurden für die drei Subsysteme Regelungsstrategien zur robusten Einzelgrößenregelung entwickelt und im realen Perfusionssystem implementiert. Im Zuge von weiteren Perfusionsexperimenten im Tiermodell konnten die Regelungen ebenfalls validiert und deren Robustheit im Mehrgrößenfall evaluiert werden. Die Erkenntnisse der speziellen Umsetzung des generalisierten Mehrgrößenregelungsansatzes zur Organperfusion wurden auf die Organsysteme Herz, Lunge und Leber projiziert. Die Hypothese dieser Arbeit, dass eine organübergreifende generalisierte Regelungsstrategie zur ex-vivo Perfusion bei Nutzung mit verschiedenen speziellen Organsystemen tauglich ist, konnte bestätigt werden. Auf dieser Basis ist eine vereinfachte und kostenreduzierte Entwicklung von Perfusionssystemen für verschiedene Organsysteme möglich. / In many cases the transplantation of an organ is the last way to treat a terminal organ insuffiency. The basic problem of international transplant medicine is a continiously increasing gap between the demand and the proposal of sufficient organ grafts. The situation is compounded by the actual trend of marginalization of organ grafts. Marginal donor grafts often are discarded due to absent options to test their vitality and viability. The technique of ex-vivo organ perfusion provides near physiologic conditions in order to recondition and even to evaluate the state of an isolated organ graft. Perfusion processes are organ individual characterized by highly complex coupled biological-technical processes. For achieving an user- and safety-focussed, clinical suitable perfusion system, an automation of the system is inavoidable. Within classical development of technologies, high costs were following. On the base of research according to the actual status quo of medicine and technology, characteristics of the perfusion processes for the heart, the lungs, the liver and the kidneys could be determined. Knowledge about similar processes of extracorporeal life support were gathered. Subsequently the organ perfusion processes were abstracted and generalized. Participating process values, as well as their couplings, were identified and evaluated in order to extract a generalized, organ independent strategy for decentral multivariable control. The extracted control strategy was then transfered specificly for ex-vivo kidney perfusion. Therefore a device for ex-vivo kidney perfusion was developed and built from the generalized organ perfusion process. According to the implemented device, the temperature system, the hemodynamic system and the blood gas system were modelled mathematically and parameter estimations were performed. The resulted state space models were implemented to Simulink and validated by comparing simulations to the results of experiments on real procine kidneys. Within the simulations and based on analytical methods, robust single variable control strategies for the control of the three subsystems temperature, hemodynamic and blood gases were developed and implemented into the real kidney perfusion device. During further perfusion experiments within the large animal model, the control strategies could be validated an their robustness could be evaluated in the multivariable case. The findings of the special implementation of the generalized multivariableapproach for organ perfusion were projected on the organ systems heart, lungs and liver. The hypothesis of this work, in detail, that a generalized, organ independent control strategy for organ perfusion processes is suitable for the use with several special organ systems, could be confirmed. On this basis, simplified and cost reduced developments of perfusion systems for different organ systems are possible.

Aus der Einleitung: "Im Tissue Engineering und in der Medizintechnik gewinnt das Rapid Prototyping (RP), das zu den additiven Fertigungsverfahren zählt, zunehmend an Bedeutung (Zhang, et al. 2015) (Li, et al. 2014). Für die Verarbeitung von thermoplastischen Biopolymeren ist das Fused Deposition Modeling (FDM, schematische Darstellung in Abbildung 1) von zentralem Stellenwert. ..."

Ziel der Arbeit ist es, technische, psychologische und gestalterische Grundlagen fuer medizinische Spezialbereiche zu erarbeiten. Es lassen sich wesentliche Ergebnisse zusammenfassen: Die detailliert betrachteten Bereiche der Strahlentherapie, der Lithotripsie und der Kernspintomographie (MRT) erfordern jeweils genaue Analysen, um die funktionellen Ablaeufe, die in der Arbeit nur eine untergeordnete Rolle spielen, die technischen Details und die psychologischen Rahmenbedingungen zu ermitteln. Daraus ergeben sich jeweils unterschiedliche Anforderungen an die Gestaltung der einzelnen Bereiche, in Abhaengigkeit der technischen und psychologischen Voraussetzungen. Zukuenftig werden interventionelle Methoden auch im Bereich des MRT eine Rolle spielen. Fuer diese multifunktionelle Nutzung der Raeume sind groessere Flaechen vorzusehen. Die weitere Entwicklung der Geraete und neuer Technologien liegt in der Hand von Wissenschaftlern und Herstellern, so dass sich zukuenftig Anforderungen an Raeume ergeben werden, die heute nur im Ansatz bedacht werden koennen. Die technische Weiterentwicklung der Geraete wird sich auf die bauliche Planung auswirken: inzwischen sind zahlreiche Geraete deckenhaeng anzuordnen, wie z.B. Monitore zur Darstellung durch Roentgen oder Sonographie zur Ueberwachung von Koerperfunktionen wie z. B. Herzschlag, sowie fuer Eingriffe unter Video-Bildgebung. (Abstract mit Genehmigung des Informationszentrum Raum und Bau/IRB Verlag entnommen aus der Datenbank RSWB Raum, Städtebau, Wohnungswesen, Bauwesen)

St. Gallen, Universiẗat, Diss., 1995. / St. Gallen, Univ., Diss., 1996.

Ziel der Arbeit ist es, technische, psychologische und gestalterische Grundlagen fuer medizinische Spezialbereiche zu erarbeiten. Es lassen sich wesentliche Ergebnisse zusammenfassen: Die detailliert betrachteten Bereiche der Strahlentherapie, der Lithotripsie und der Kernspintomographie (MRT) erfordern jeweils genaue Analysen, um die funktionellen Ablaeufe, die in der Arbeit nur eine untergeordnete Rolle spielen, die technischen Details und die psychologischen Rahmenbedingungen zu ermitteln. Daraus ergeben sich jeweils unterschiedliche Anforderungen an die Gestaltung der einzelnen Bereiche, in Abhaengigkeit der technischen und psychologischen Voraussetzungen. Zukuenftig werden interventionelle Methoden auch im Bereich des MRT eine Rolle spielen. Fuer diese multifunktionelle Nutzung der Raeume sind groessere Flaechen vorzusehen. Die weitere Entwicklung der Geraete und neuer Technologien liegt in der Hand von Wissenschaftlern und Herstellern, so dass sich zukuenftig Anforderungen an Raeume ergeben werden, die heute nur im Ansatz bedacht werden koennen. Die technische Weiterentwicklung der Geraete wird sich auf die bauliche Planung auswirken: inzwischen sind zahlreiche Geraete deckenhaeng anzuordnen, wie z.B. Monitore zur Darstellung durch Roentgen oder Sonographie zur Ueberwachung von Koerperfunktionen wie z. B. Herzschlag, sowie fuer Eingriffe unter Video-Bildgebung. (Abstract mit Genehmigung des Informationszentrum Raum und Bau/IRB Verlag entnommen aus der Datenbank RSWB Raum, Städtebau, Wohnungswesen, Bauwesen)

Angesichts offener Märkte, internationalen Wettbewerbs und kurzer Technologiezyklen hängt die Wettbewerbsfähigkeit vieler Unternehmen wesentlich von ihrer Innovationsfähigkeit ab. Ein großer Anteil des für Innovationen relevanten Wissens liegt außerhalb der Grenzen einzelner Unternehmen sowie zunehmend im Ausland. Der Erwerb von Wissen aus internationalen Quellen hat sich somit insbesondere in Hochtechnologiebranchen zu einer wichtigen Anforderung entwickelt. Die vorliegende betriebswirtschaftliche Arbeit untersucht, welche Verfahren deutsche Medizintechnikunternehmen im Rahmen ihrer Innovationsprozesse für internationalen Wissenserwerb verwenden und welche Faktoren diese Praktiken beeinflussen. Auf Grundlage der wissenschaftlichen Literatur entwickelt sie zunächst eine branchenunabhängige Verfahrenstypologie, wendet diese an 25 deutschen Medizintechnikunternehmen an und schlägt sodann eine branchenspezifische Weiterentwicklung vor. Die empirischen Ergebnisse zeigen auf, dass fast alle befragten Unternehmen aktiv internationalen Wissenserwerb betreiben und überwiegend die Einschätzung vertreten, darauf angewiesen zu sein. Das wichtigste Verfahren internationalen Wissenserwerbs ist die Einbindung von ausländischen Kunden/Produktnutzern in Forschungs- und Entwicklungsprozesse. Auch bei Forschungs- und Entwicklungskooperationen stehen als Partner verschiedene Gruppen von Anwendern im Vordergrund, insbesondere Ärzte. Zentrale Hinderungsgründe internationalen Wissenserwerbs sind die Kosten von Partnersuche und Kooperation sowie Angst vor unbeabsichtigtem Wissensabfluss und Imitation.

Das Arbeitsumfeld und die Arbeitsabläufe im Operationssaal werden durch die Einführung neuer technischer Systeme zunehmend komplexer. Dies resultiert in einem erhöhten Aufwand für Konfiguration und Informationssuche und kann den Arbeitsprozess des Chirurgen langwieriger und fehleranfälliger gestalten. Ein situationsangepasstes Verhalten der technischen Systeme kann zur Reduktion dieses zusätzlichen Arbeitsaufwands führen. Chirurgische Arbeitsprozesse sind jedoch durch eine hohe Varianz und schwer quantifizierbare Einflüsse, wie z.B. Patientenanatomie und -pathologie, gekennzeichnet. Im Rahmen der Dissertation werden die Workflowmanagementkonzepte auf die Anforderungen in der Chirurgie angepasst und damit ein Beitrag zur Weiterentwicklung des Operationssaals zu einer kooperativen technischen Arbeitsumgebung geleistet. Informationen über den aktuellen Verwendungskontext eines Medizingerätes, insbesondere über den chirurgischen Arbeitsprozess, sind für die Implementierung von intelligentem Verhalten technischer Systeme erforderlich. Im Fokus der Dissertation stehen dabei drei relevante Aufgabenbereiche für die Umsetzung situationsbezogener Konfiguration der technischen OP-Umgebung: Die formale Modellierung chirurgischer Arbeitsabläufe und ihrer Varianz, die intraoperative Verarbeitung von Prozessinformationen und, basierend darauf, die Implementierung geeigneter Assistenzfunktionen für den Chirurgen und das OP-Personal. Zur Umsetzung eines situationsangepassten Systemverhaltens von Medizingeräten wird ein Workflowinformationssystem (WIS) konzipiert und implementiert. Das WIS stellt prozessbezogene Informationen taxonomisch strukturiert im OP-Netzwerk bereit. Im Rahmen der Arbeit werden basierend darauf Implementierungsstrategien für eine regelbasierte Adaption von Medizingeräten vorgeschlagen. Die entwickel\ten Modellformen und Algorithmen werden anhand klinischer Anwendungsfälle aus der Augen-, der HNO- und der Neurochirurgie mit insgesamt rund zweihundert Aufzeichnungen chirurgischer Prozesse evaluiert. Außerdem werden exemplarische Anwendungen der entwickelten Technologien in Szenarien aus der HNO-Chirurgie im Rahmen eines realitätsnahen Demonstrators umgesetzt. Die Dissertation kombiniert und adaptiert Methoden aus den Bereichen maschinelles Lernen, Workflowmanagement und wissensbasierte Systeme, um Strategien zur Implementierung von workflow-gestützten Mehrwertfunktionen in vernetzten Operationssälen aufzuzeigen. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf der formalen Repräsentation chirurgischer Abläufe und ihrer Varianzen sowie der Realisierung von regelbasiertem, situationsabhängigem Systemverhalten unter Berücksichtigung des erforderlichen Risiko\-managements für Medizingeräte.:1 Introduction 1 1.1 Scopes and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Background 7 2.1 Today's operating rooms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Digital operating rooms and integration infrastructures . . . . . . . . . . 10 2.3 Workflows and process modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.2 Business process modeling approaches . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.3 Workflows in the surgical domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.4 Surgical workflow recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 Knowledge-based systems and context-awareness . . . . . . . . . . . . . 20 2.5 Clinical use cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5.1 Eye cataract surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5.2 Functional Endoscopic Sinus Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5.3 Lumbar discectomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.5.4 Intracranial tumor removal procedures . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.6 Positioning of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3 Modeling of surgical procedures 31 3.1 General modeling approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.1.1 Requirements of modeling and intraoperative tracking of surgical procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.1.2 Multi-perspective workflow modeling . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.2 Process instance models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3 Generalized surgical process models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.1 State-transition models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.3.2 Surgical Workflow Trace Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.3.3 Adaptive Trace Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.4 Abstract surgical process models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.4.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4.2 Modeling method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4.3 Technical resource usage modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.5 Discussion on modeling of surgical procedures . . . . . . . . . . . . . . . 54 4 Intraoperative processing and contextual information 57 4.1 Modeling of surgical situations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.1.1 Model network processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.1.2 Evaluation of the situation classification . . . . . . . . . . . . . . 59 4.1.3 Discussion of situation classification . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.2 Prediction of forthcoming work steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.2.1 Process projection in graph-based models . . . . . . . . . . . . . 68 4.2.2 Evaluation of projection results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.3 Additional information entities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.3.1 Surgical procedure meta information . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.3.2 Prediction of remaining intervention time . . . . . . . . . . . . . 77 4.4 Surgical process context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5 Framework for workflow-driven surgical assistance 91 5.1 Design of workflow-driven assistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.1.1 System environment and requirements . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.1.2 Risk management considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 5.1.3 Distributed assistance functionalities . . . . . . . . . . . . . . . . 94 5.2 Workflow Information System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 5.2.1 Conceptualization of a Workflow Information System . . . . . . . 96 5.2.2 System design and implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.2.3 Discussion of the Workflow Information System concept . . . . . 101 5.3 Rule-based automation of OR configuration . . . . . . . . . . . . . . . . 102 5.3.1 Infrastructure and interaction patterns . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.3.2 Representation of rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.3.3 OR configuration profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 6 Demonstration applications 109 6.1 Process-related data analysis tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 6.2 Example clinical use case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.2.1 Simulated procedures in the demonstrator . . . . . . . . . . . . . 111 6.2.2 Demonstration setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.3 Workflow recognition under laboratory conditions . . . . . . . . . . . . . 113 6.4 Implemented assistance functionalities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6.4.1 Information presentation and documentation support . . . . . . . 118 6.4.2 Context-aware adaptation of OR equipment . . . . . . . . . . . . 125 6.5 Distributed context-aware automation in an integrated surgical working environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 6.5.1 Validation of the context-aware applications . . . . . . . . . . . . 131 6.5.2 Example assisted surgical procedure . . . . . . . . . . . . . . . . 139 7 Conclusion and Outlook 143 7.1 Modeling of surgical procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 7.2 Intraoperative processing and contextual information . . . . . . . . . . . 145 7.3 Context-aware assistance technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Die aktuelle Gesundheitsversorgung ist geprägt durch eine steigende Komplexität, die durch die Verzahnung verschiedener medizinischer Bereiche und die Nutzung immer komplexerer, technisch unterstützter Behandlungsmöglichkeiten bedingt ist. Gleichzeitig stehen Kliniken und das medizinische Fachpersonal unter einem hohen Kosten- und Zeitdruck. Für das Erreichen einer optimalen Behandlung des Patienten durch minimalinvasive und mikrochirurgische Eingriffe sind zunehmend Ansätze notwendig, die auf eine Interoperabilität verschiedener Systeme setzen und die Verwendung von zusätzlichen (semi )automatischen Unterstützungssystemen ermöglichen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Herausforderungen bei der Prozessunterstützung im Operationssaal. Dabei liegt der Fokus auf der Aktivitätserfassung und Datenspeicherung als Grundlage zur Erkennung des chirurgischen Prozesses. In einem ersten Schritt wurde ein theoretisches Vorgehensmodell für die intraoperative Prozessunterstützung auf der Basis eines geschlossenen Regelkreises entwickelt. Dabei steht der chirurgische Prozess im Zentrum. In weiteren Schritten wurden ein System zur Erfassung des aktuellen Arbeitsschrittes auf Basis der vorhandenen Videodaten (z.B. Mikroskopie, Ultraschall) sowie eine zentrale Speicherlösung für den Operationssaal entwickelt. Diese zentralen Komponenten sollen es Systemen ermöglichen, während des Eingriffs Daten an die verschiedenen Nutzer bereitzustellen und diese gleichzeitig für eine spätere Dokumentation vorzuhalten. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden Ansätze zum Erreichen einer Interoperabilität von Medizingeräten und IT-Systemen im Gesundheitswesen vorgestellt, da technische Systeme neben zusätzlicher Sensorik eine wertvolle Informationsquelle für die Erfassung des aktuellen Prozesses im Operationssaal darstellen. Im Rahmen der Arbeiten des Projektes OR.NET (BMBF, 2012-2016) wurde mit der IEEE 11073-SDC-Standardfamilie eine Möglichkeit zur offenen Vernetzung geschaffen. Konzeptionell integriert werden die Systeme durch eine Beschreibung von Mehrwertdiensten von der einfachen Anzeige von Geräteparametern bis hin zur Teilautomatisierung von technischen Arbeitsschritten auf Basis des Kommunikationsstandards IEEE11073-SDC. Diese wurden basierend auf dieser Basistechnologie gemeinsam mit verschiedenen Projektpartnern entwickelt und mit Klinikern und Klinikbetreibern evaluiert. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass durch eine syntaktische und semantische Interoperabilität neue, nutzbringende Funktionen umgesetzt und die Arbeit der verschiedenen Nutzergruppen im Gesundheitssystem effektiv unterstützt werden können.:Inhalt Abstract Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation für diese Arbeit 1.2 Zielsetzung der Arbeit 2 Grundlagen der Arbeit 2.1 Aktuelle Operationssäle 2.2 Prozessunterstützung 2.2.1 Workflow und Prozessmodellierung 2.2.2 Workflow in der Medizin 2.2.3 Kontextsensitive Systeme 2.3 Klinische Anwendungsfälle im Rahmen der Arbeit 2.3.1 Intrakranielle Eingriffe am Gehirn 2.3.2 Transsphenoidale Hypophysenadenomentfernung 2.3.3 Sanierende Ohr-OP 3 Vorgehensmodell zur Prozessunterstützung 3.1 Interpretation und Action 3.2 Data analysis und Monitoring 3.3 Mögliche Herangehensweisen bei der Umsetzung einer Prozessunterstützung 4 Erfassung prozessrelevanter Daten im Operationssaal 4.1 Stand der Forschung 4.1.1 Team Assessment und Performanzüberwachung 4.1.2 OP-Dokumentation, Qualitätssicherung und Elektronische Patientenakte (EPA) 4.1.3 Workflow Recognition 4.2 Erkennung der Interaktion zwischen Medizingerät und medizinischem Personal basierend auf der Analyse von Videodaten 4.2.1 Methode 4.2.2 Evaluation 4.2.3 Diskussion 4.3 Erfassung von Informationen durch OP-Integration 4.3.1 Stand der Forschung 4.3.2 Grundlagen des Projektes OR.NET 4.3.3 Zusammenfassung 5 Datenspeicherung im Operationssaal (Surgical Data Recorder und die Erweiterungen auf Basis von OR.NET) 5.1 Surgical Data Recorder 5.1.1 Anforderungsanalyse 5.1.2 Systemkonzept 5.1.3 Evaluationsstudie 5.2 Anpassungen des Datenaufzeichnungskonzeptes im Rahmen des OR.NET-Projekts 5.3 Diskussion und Vergleich der Ansätze 6 Mehrwertdienste auf Basis einer offenen Vernetzung 6.1 Setzen von eingriffsspezifischen Informationen auf den angeschlossenen Geräten 6.2 Anzeige von Informationen im Sichtfeld des Chirurgen 6.3 Mehrwerte durch Datenintegration 6.4 Funktionen mit Nutzung von Prozessinformationen 7 Entwicklung der OP-Demonstratoren und Evaluation der implementierten Mehrwertdienste mit verschiedenen Anwendergruppen 7.1 Anforderungsanalyse für den Leipziger Demonstrator 7.2 Infrastruktur des Demonstrators 7.3 Integrationsszenarien in den Demonstratoren 7.4 Umgesetzte Mehrwertdienste im Leipziger Demonstrator 7.5 Vorgehen bei der Evaluation des Leipziger Demonstrators 7.5.1 Technische Evaluation 7.5.2 Klinische Evaluation 7.6 Ergebnisse der Evaluation 7.6.1 Technische Evaluation 7.6.2 Klinische Evaluation 7.7 Diskussion der Ergebnisse 8 Ausblick auf Weiterentwicklungen der offenen Vernetzung im Operationssaal 9 Zusammenfassung 10 Literatur 11 Anhang 11.1 Modellierung der sanierenden Ohr-OP als EPK inkl. möglicher Vernetzungsszenarien 11.2 Übersicht der umgesetzten Use-Cases im Leipziger Demonstrator 136 11.3 Fragenkatalog OP-Personal 11.4 Fragebogen Betreiber 12 Eigenständigkeitserklärung 13 Eigene Literatur 14 Danksagung

Aus der Einleitung: "Im Tissue Engineering und in der Medizintechnik gewinnt das Rapid Prototyping (RP), das zu den additiven Fertigungsverfahren zählt, zunehmend an Bedeutung (Zhang, et al. 2015) (Li, et al. 2014). Für die Verarbeitung von thermoplastischen Biopolymeren ist das Fused Deposition Modeling (FDM, schematische Darstellung in Abbildung 1) von zentralem Stellenwert. ..."