Master thesis : Kalibrierung von elektromagnetischen Navigationssensoren

Sven Scholz

Advisor: Prof. Dr. Christian Knauer

Bei einer vor allem in der Neurochirurgie eingesetzten Anwendung zur intraoperativen Navigation nutzt der Arzt die Spitze eines spezielles Zeigegerätes (Stylus). Der Stylus besitzt einen bestimmten (aber nicht frei wählbaren) Punkt p, dessen Position und Ausrichtung im Raum von einem Tracking-System bestimmt werden können. Aus diesen Daten soll die Position und die Ausrichtung der Spitze des Stylus berechnet werden. Dazu muss der sogenannte Offsetvektor zwischen der Spitze und p beziehungsweise der lokale Richtungsvektor (Trajektorie) der Spitze bekannt sein.

Da die Lage des Punktes p nicht auf herkömmliche Weise 'vermessen' werden kann, muss die Kalibrierung, also die Bestimmung des Offsetvektors und der Trajektorie, mit Hilfe von Daten geschehen, die vom Tracking-System geliefert werden. Dabei kommen nur Algorithmen in Frage, die tolerant gegenüber den Messfehlern der Daten sind.

Momentan bietet die Anwendung die Möglichkeit einen Stylus vor der Operation unter nicht sterilen Bedingungen zu kalibrieren. Ziel dieser Arbeit ist es, die Verfahren zur präoperativen Kalibrierung zu bewerten und zu verbessern und außerdem Möglichkeiten der intraoperativen Kalibrierung zu analysieren.