Die Entwicklung von zwei AR-App Prototypen für Chirurgen, mit der sie präoperativ Knochenfragmente repositionieren können.
Unity 3D, Vuforia, C#, Xcode, iOS, Android, AR, Agile Softwareentwicklung, Interaktionsdesign, UX, Usability
Das Projekt strebt eine einfach zugängliche, wie auch orts- und zeitunabhängige Lösung für Chirurgen an, um Operationen von Knochenfrakturen unkompliziert zu planen und somit dem Patienten eine risikoverringernde Operation zu ermöglichen. Chirurgen sollen durch eine App für Smartphones mit verschiedenen Interaktionsmöglichkeiten Knochenfragmente als 3D-Modelle neu positionieren können. Dabei sollen die Knochenfragmente von mehreren Perspektiven betrachtet, intuitiv verschoben, rotiert und präzise platziert werden können. Die Interaktionen sollen für den Nutzer möglichst einfach gestaltet sein und intuitiv mit Touch (Fingern) oder Bewegung durch das Smartphone erfolgen. Das Ziel ist, dass sich der Nutzer auf seine fachliche Herausforderung konzentrieren kann und die Nutzung der App möglichst wenig kognitiven Aufwand benötigt.
Medartis AG ist Hersteller von Knochenplatten, Schrauben und Werkzeugen für die operative Versorgung von Knochenbrüchen. Eine virtuelle 3D-Planung, basierend auf den tatsächlichen Knochendaten des Patienten, bietet einen wesentlichen Mehrwert und ist in manchen Fällen, aufgrund der Knochenfragmentierung, zwingend notwendig. Ein wichtiger Schritt in dieser Planung ist die Reposition der Knochenfragmente in ihre ursprüngliche Ausgangsposition. Dieser Arbeitsschritt stellt hohe Anforderungen an die 3D-Interaktion des Benutzers mit der Planungssoftware. Das korrekte Verschieben und Rotieren der Knochenfragmente setzt sowohl Übung im Umgang mit 3D-Tools als auch medizinisches Wissen voraus. Aktuell erfordert dieses Vorgehen die Zusammenarbeit von CAD-Ingenieur und Arzt, viele Iterationen und erheblichen Kommunikationsaufwand. Medartis AG benötigt eine interaktionsbasierte Smartphone-Lösung, damit Chirurgen unabhängig und selbständig präoperative Eingriffe planen können.
Als Resultat des Projekts wurden zwei interaktionsbasierte Prototypen in Form von Apps realisiert, welche es Chirurgen ermöglichen, Knochenfragmente in einer Augmented Reality Umgebung anzusehen, sowie in 6-DOF zu repositionieren. In Prototyp I kann das Knochen-Modell mittels Groundplane frei im Raum platziert, durch Touch-Interaktion selektiert/de-selektiert, sowie durch das Bewegen des Smartphone repositioniert werden. Im Prototyp II kann das Knochen-Modell auf einem Image-Target erstellt, durch Touch-Interaktion selektiert/de-selektiert, sowie durch Touch-Interaktionen repositioniert werden.
Projektdauer: 6 Monate
Teamgrösse: 2 Personen
Medartis AG, Hochbergerstrasse 60E, 4057 Basel
www.medartis.com
Faustina Bruno
Natascha Natum
Prof. Dr. Doris Agotai, doris.agotai@fhnw.ch
Madlaina Kalunder, madlaina.kalunder@fhnw.ch
