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Bachelorarbeiten von Aron Diekmann und Rudi Wolf 2018

Leap Motion Controller als alternative Gestensteuerung zur Bedienung eines Angiografiegeräts im Hybrid-OP

Bachelorarbeit von Piotr Tomasz Bala

Erst-Betreuung Informatik: Prof. Dr. Gitta Domik-Kienegger
Zweit-Betreuung Psychologie: Prof. Dr. Ingrid Scharlau

Operationen im Bereich der Herz- und Gefäßchirurgie werden üblicherweise in einem hybriden Operationssaal (Hybrid-OP) durchgeführt. Für die Aufnahme von Angiogrammen, die für die Qualitätssicherung verwendet werden, wird das im Hybrid- OP befindliche Angiografiegerät eingesetzt. Dieses erfasst und liefert die aufgenommenen Bilder direkt auf ein Display im OP-Saal. Über die am Operationstisch fest installierte Steuerung, wird das Angiografiegerät mehrfach über dem Patienten aus- gerichtet. Die Steuerung muss, um die Sterilität zu wahren, durch Plastikplanen abgedeckt oder an anderes Personal weiter delegiert werden.

Neuartige Controller, zu denen der Leap Motion Controller (LMC) und das Myo Gesture Control Armband (Myo Armband) gehören, können aufgrund der kontaktlosen Interaktion mithilfe von Arm-, Hand- oder Fingergesten, einen Vorteil im Hinblick auf die Sterilität darstellen. Im medizinischen Bereich wurde der Einsatz der Controller für den Umgang mit Benutzeroberflächen zur Durchsicht von Patientendaten wie Röntgenbildern bereits untersucht, die Steuerung eines Angiografiegeräts im Hybrid-OP jedoch nicht.

In dieser Arbeit wurde anhand eines Tests untersucht, ob sich ein Angiografiegerät alternativ mit den beiden kontaktlosen Controllern steuern lässt. Zum Vergleich wurde die traditionelle Steuerung des Angiografiegeräts mit einem Gamepad umgesetzt. Insgesamt wurden acht Steuerungsvarianten (SV) in einer Simulation des Hybrid-OPs (Siehe Abbildung) getestet, zwei für das Gamepad, zwei für das Myo Armband und vier für den LMC. Zu den getesteten Parametern gehörten die Benutzbarkeit, die Effektivität, die Effizienz, die Genauigkeit und die Ermüdung. Anhand deskriptiver Statistik und der Fragebögen System-Usability-Scale und Borg-Scale wurden die Parameter ausgewertet.

Die Ergebnisse der Effektivität und Genauigkeit zeigten, dass alle SV für die Ausrichtung des Angiografiegeräts geeignet sind. Im Hinblick auf die Benutzbarkeit konnte nur eine SV (Myo Armband) keinen zufriedenstellenden Wert liefern. Die Ergebnisse des Belastungsfragebogens lieferten für alle SV ein „geringes“ bis „etwas anstrengendes“ Belastungsempfinden. Die Ergebnisse der Effizienzuntersuchung für die einhändigen SV zeigten, dass nur eine Steuerungsvariante die zu dem LMC gehört, die traditionelle Steuerung in Hinsicht auf Effizienz übertreffen konnte. Bei den zweihändigen SV konnte die traditionelle Steuerung nicht übertroffen werden. Die Werte der zweihändigen SV waren jedoch generell schneller als die der einhändigen SV.

Insgesamt konnten erste Eindrücke zu den Controllern und den unterschiedlichen SV gesammelt werden. Eine SV des LMCs lieferte in allen Bereichen vielversprechende Werte. Für einen tiefergehenden Vergleich ist eine weitere Forschung mit mehr Teilnehmern erforderlich.

Die Universität der Informationsgesellschaft