Invited Talk January 2007

Invited Talk by Prof. Dr. Karl Heinz Höhne

Prof. Dr. Karl Heinz Höhne (Institut für Medizinische Informatik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf) will be giving an invited talk on Wednesday, Jan. 24, 17:00, in the Pavillon at the Klinikum r.d. Isar and on Thursday, Jan. 25, 14:30-16:00 in room MI 03.13.010, Garching. on "Simulation materialabtragender chirurgischer Eingriffe"

Abstract: Im Rahmen von Bestrebungen zur Qualitätssicherung in der Medizin spielen Simulationssysteme für chirurgische Eingriffe eine immer größere Rolle. Dieser Vortrag beschäftigt sich mit der Simulation materialabtragender Eingriffe - meist bei Knochen - , wie sie in der HNO- und der Zahn-, Mund- und Kieferchirurgie vorkommen. Ziel ist es hierbei, die Möglichkeit zu schaffen, an aus tomographischen Daten abgeleiteten Modellen Operationstechniken zu üben, bzw. aktuelle Operationen vorzubereiten. Algorithmisch heißt dies, dass die Interaktion eines ausgedehnten Werkzeugs (Bohrer, Fräse) mit einem komplexen starren Objekt visuell und haptisch modelliert werden muss. Eine Herausforderung ist dabei die realistische Visualisierung z. B der scharfen Kanten, die beim Schneiden entstehen. Die Hauptherausforderung ist aber die Berechnung der Kräfte, die bei der Interaktion mit komplexen Objekten auftreten, insbesondere weil diese für einen realistischen haptischen Eindruck mit einer Wiederholfrequenz von >1000 Hz ermittelt werden müssen. Zu diesem Zweck wurden auf der Basis eines Volumenmodells effiziente Verfahren zur Kollisionsdetektion und Kraftberechnung entwickelt. Die Verfahren werden diskutiert und ihre Funktionalität wird am Beispiel von Simulationssystemen für die HNO-und der ZMK-Chirurgie demonstriert.

Biography: Karl Heinz Höhne studierte Physik in Würzburg, Genf und Hamburg. Er promovierte 1967 in Physik an der Universität Hamburg. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter beim DESY entwickelte er zunächst Verfahren zur Auswertung von Teilchenspurbildern. 1970 wandte er sich mit Arbeiten zur quantitativen Analyse von Angiogrammen der Bildverarbeitung in der Medizin zu. 1974 habilitierte er an der Universität Hamburg in Medizinischer Informatik. 1978 wurde er zum Professor und Direktor der Abteilung für Medizinische Informatik in der Medizin (dem späteren Institut für Medizinische Informatik) berufen. Arbeiten konzentrierten sich seit dieser Zeit auf die realistische 3D-Visualisierung von tomographischen Daten in der Medizin. Die von ihm und seiner Arbeitsgruppe Mitte der achtziger und Anfang der neunziger Jahre im VOXEL-MAN-Projekt entwickelten Algorithmen zur Volumenvisualisierung wurden mehrfach prämiiert stellen auch noch heute den State-of-the-Art auf diesem Gebiet dar. Die Ästhetik der so entstandenen Bilder erzeugte auch jenseits der Medizin großes Interesse. So stand 1994 das VOXEL-MAN-Projekt im Mittelpunkt der Ausstellung „Le Corps Virtuel“ im Centre Pompidou in Paris. Basierend auf den von der Arbeitsgruppe entwickelten Verfahren zur Verbindung von bildlichen und symbolischen Beschreibungen entstanden die interaktiven VOXEL-MAN -3D-Atlanten der Anatomie und Radiologie. Von Ihm entwickelte Verfahren der Interaktion führten schließlich zur Entwicklung von computer-basierten Simulatoren für materialabtragende Eingriffe.

Höhne ist seit 2003 emeritiert und arbeitet jetzt mit der VOXEL-MAN-Gruppe des Universitätsklinikums Hamburg an der Entwicklung von Chirurgie-Simulatoren. Daneben ist er als Associate Editor der IEEE Transactions on Medical Imaging, Mitglied der Editorial Boards verschiedener anderer Zeitschriften, sowie als Ehrenmitglied des Vorstands der International Society for Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI) tätig.