@phdthesis{Baier2018,
  author    = {Baier, Pablo A.},
  title     = {Simulator for Minimally Invasive Vascular Interventions: Hardware and Software},
  isbn      = {978-3-945459-22-5},
  doi       = {10.25972/OPUS-16119},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-161190},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  pages     = {118},
  year      = {2018},
  abstract  = {A complete simulation system is proposed that can be used as an educational tool by physicians in training basic skills of Minimally Invasive Vascular Interventions. In the first part, a surface model is developed to assemble arteries having a planar segmentation. It is based on Sweep Surfaces and can be extended to T- and Y-like bifurcations. A continuous force vector field is described, representing the interaction between the catheter and the surface. The computation time of the force field is almost unaffected when the resolution of the artery is increased. The mechanical properties of arteries play an essential role in the study of the circulatory system dynamics, which has been becoming increasingly important in the treatment of cardiovascular diseases. In Virtual Reality Simulators, it is crucial to have a tissue model that responds in real time. In this work, the arteries are discretized by a two dimensional mesh and the nodes are connected by three kinds of linear springs. Three tissue layers (Intima, Media, Adventitia) are considered and, starting from the stretch-energy density, some of the elasticity tensor components are calculated. The physical model linearizes and homogenizes the material response, but it still contemplates the geometric nonlinearity. In general, if the arterial stretch varies by 1\% or less, then the agreement between the linear and nonlinear models is trustworthy. In the last part, the physical model of the wire proposed by Konings is improved. As a result, a simpler and more stable method is obtained to calculate the equilibrium configuration of the wire. In addition, a geometrical method is developed to perform relaxations. It is particularly useful when the wire is hindered in the physical method because of the boundary conditions. The physical and the geometrical methods are merged, resulting in efficient relaxations. Tests show that the shape of the virtual wire agrees with the experiment. The proposed algorithm allows real-time executions and the hardware to assemble the simulator has a low cost.},
  subject      = {Computersimulation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Loebbert2013,
  author    = {L{\"o}bbert, Anne-Katrin},
  title     = {F{\"u}hrt VIRTUAL-REALITY-Simulationstraining zur Stressreduktion bei angehenden interventionellen Kardiologen? : eine stratifiziert randomisierte Studie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-99978},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die Simulationstechnologie in der Medizin hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. In der Zwischenzeit gibt es auch f{\"u}r Herzkatheteruntersuchungen und -interventionen „Virtual reality" Simulatoren, die ein realistisches Training von Kathetereingriffen erlauben. Nicht gekl{\"a}rt ist bislang, ob Simulationstraining das Stressniveau des Untersuchers reduzieren kann. Im Rahmen dieser Studie wurde zur Beantwortung der genannten Fragestellung der Effekt von Virtual-Reality-Training auf das Stressniveau von Anf{\"a}ngern in der interventionellen Kardiologie untersucht. Hierzu wurde eine randomisiert-stratifizierte Studie bei 33 Anf{\"a}ngern in der interventionellen Kardiologie durchgef{\"u}hrt. Die Probanden wurden in eine Kontroll- und Simulationsgruppe aufgeteilt. Die Simulationsgruppe erhielt ein achtst{\"u}ndiges intensives Training an verschiedenen Simulatoren, w{\"a}hrend die Kontrollgruppe kein Simulationstraining, sondern lediglich eine theoretische Wissensvermittlung erhielt. Alle Teilnehmer mussten unter realit{\"a}tsnahen Umst{\"a}nden im Herzkatheterlabor der Universit{\"a}tsklinik W{\"u}rzburg innerhalb von 30 Minuten eine PCI an einem pulsatilen Herzkreislaufmodell durchf{\"u}hren. Die Probanden dokumentierten vor und nach der Pr{\"a}- und Postevaluation ihr aktuelles „Befinden" anhand eines psychologi-schen Fragebogens PANAS. Ebenso wurden die Probanden hinsichtlich ihrer manuellen F{\"a}higkeiten nach einem strukturierten Evaluationsbogen von einem interventionell t{\"a}tigen Kardiologen bewertet Die Ergebnisse zeigten initial f{\"u}r die Parameter „aktiv, interessiert, freudig erregt, stark, angeregt, stolz, begeistert, wach, entschlossen und aufmerksam" des Fragebogens PANAS keinen gruppenspezifischen Unterschied. Nach einem achtst{\"u}ndigen Simulationstraining gab die Simulationsgruppe eine signifikante Reduktion des Stressniveaus im Vergleich zur Kontrollgruppe an. Die aktuelle Studie zeigte, dass das Training an den Virtual Reality Simulatoren die herk{\"o}mmliche Ausbildung in effektiver Weise erg{\"a}nzen kann. Weitere Studien mit einer gr{\"o}ßeren und zugleich homogeneren Stichprobengr{\"o}ße sind n{\"o}tig, um die genannten Hypothesen zu best{\"a}tigen.},
  subject      = {Simulator},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmitz2013,
  author    = {Schmitz, Marcus},
  title     = {Simulationsgest{\"u}tzte Kompetenzfeststellung von Triebfahrzeugf{\"u}hrern - Entwicklung und Anwendung eines Verhaltensmarkersystems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-82272},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung und Anwendung einer simulationsgest{\"u}tzten Methode zur Kompetenzfeststellung von Triebfahrzeugf{\"u}hrern (Tf) der Deutschen Bahn AG unter Anwendung eines Verhaltensmarkersystems. Diese Methode wurde als ein erweitertes Konzept zur Bewertung eines Tf im Rahmen einer j{\"a}hrlich stattfindenden {\"U}berwachungsfahrt entwickelt. Diese {\"U}berwachungsfahrt besteht aus einer etwa 45-min{\"u}tigen Pr{\"u}fungsfahrt, mit deren Hilfe die Handlungssicherheit eines Tf erh{\"o}ht sowie dessen Leistung und Leistungsf{\"a}higkeit beschrieben und bewertet wird. Die {\"U}berwachungsfahrt wird von geschulten Instruktoren durchgef{\"u}hrt. W{\"a}hrend der Simulatorfahrt werden unregelm{\"a}ßige Ereignisse eingespielt, die der Tf unter Anwendung der vorgeschriebenen Sollverhaltensweisen bew{\"a}ltigen muss. Ziel ist es, keinen sicherheitsrelevanten Mangel zu verursachen. Grundlage des eingef{\"u}hrten Verhaltensmarkersystems ist ein Datenkonzept, das auf den in den Regelwerken beschriebenen Fahrtereignissen und den entsprechenden Sollverhaltensweisen beruht. Die {\"U}berwachungsfahrt wird aus diesen Einzelereignissen zusammengestellt und somit entspricht auch das w{\"a}hrend der {\"U}berwachung zu zeigende Verhalten dem in den Regelwerken beschriebenen Sollverhalten. Um Abweichungen vom vorgeschriebenen Verhalten besser erkennen und bewerten zu k{\"o}nnen, werden sog. Verhaltensmarker eingef{\"u}hrt. Hierbei handelt es sich um objektive und nachpr{\"u}fbare Indikatoren, die etwas {\"u}ber den Grad der Erf{\"u}llung des Sollverhaltens Auskunft geben. Zentral f{\"u}r die Bewertung sind somit die Erfassung m{\"o}glicher Sollverhaltensabweichungen und die Frage nach der Festlegung der Schwere dieser Abweichung im Sinne eines Fehlers. Um Art und St{\"a}rke der Abweichungen vom Sollverhalten wurden objektive Fahrdaten aus dem Simulator herangezogen. Zus{\"a}tzlich wurde ein standardisiertes Beobachtungsverfahren f{\"u}r die Instruktoren entwickelt. In einem zweiten Schritt wurden die {\"u}ber beide Verfahren erfassten Abweichungen vom Sollverhalten auf der Basis von Expertenurteilen entsprechend der potentiellen Auswirkungen gewichtet. Diese Gewichtung reicht in drei Stufen von leichten Fehlern bis hin zu sicherheitsrelevanten M{\"a}ngeln. F{\"u}r alle in den {\"U}berwachungsfahrten vorkommenden Sollverhaltensweisen wurden m{\"o}gliche Abweichungen erhoben und in einer Fehlertabelle den Fehlerkategorien „gering", „mittelschwer" und „sicherheitsrelevant" zugeordnet. Die so gewichtete Fehlerbetrachtung f{\"u}hrt zu einer Gesamtbewertung des Tf und zu einer detaillierten Analyse seiner St{\"a}rken und Schw{\"a}chen. Insgesamt wurden 1033 {\"U}berwachungsfahrten von den Instruktoren auf einem projektspezifischen Bogen protokolliert. {\"U}ber die an den Simulatoren vorhandenen Datenschnittstellen wurden 1314 {\"U}berwachungsfahrten aufgezeichnet. Diese Datenquellen wurden integriert und ausgewertet. Als {\"u}bergeordnetes Ergebnis l{\"a}sst sich festhalten, dass die Anwendung der in dieser Arbeit entwickelten Methode nachweislich die Qualit{\"a}t und Genauigkeit der Bewertung verbessern konnte. Die Verhaltensmarker erm{\"o}glichen eine differenziertere Bewertung des Leistungsstands eines Tf. So ist es nicht nur m{\"o}glich, sicherheitskritisches Verhalten („roter Bereich") und ein optimales, fehlerfreies Verhalten („gr{\"u}ner Bereich") festzustellen, sondern auch Aussagen {\"u}ber den „gelben Bereich" dazwischen zu treffen (z.B. M{\"a}ngel, die in anderen Situationen sicherheitskritisch sein k{\"o}nnen).},
  subject      = {Lokomotivf{\"u}hrer},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Toenissen2013,
  author    = {T{\"o}nissen, Christoph},
  title     = {F{\"u}hrt Hands-on Kathetertraining an Virtual-Reality Simulatoren zu physischer und psychischer Stressreduktion? Eine stratifiziert-randomisierte Studie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-104420},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Angehende interventionelle Kardiologen sind insbesondere w{\"a}hrend einer perkutanen Koronarintervention hohen psychischen und physischen Belastungen ausgesetzt. Ziel dieser Arbeit war es zu {\"u}berpr{\"u}fen, inwieweit Simulationstraining diese Stressantwort reduzieren kann. Im Rahmen einer stratifiziert randomisierten Studie wurde der Effekt von Virtual-Reality (VR)-Simulationstraining auf physischen bzw. psychischen Stress bei angehenden interventionellen Kardiologen untersucht. Hierzu wurden 18 Studienteilnehmer/Innen rekrutiert, die bisher noch keine Erfahrung in der Durchf{\"u}hrung einer perkutanen Koronarintervention aufwiesen. Die Simulationsgruppe (S, n=9) erhielt ein 7 ½ st{\"u}ndiges Interventionstraining an drei VR-Simulatoren: CathLab VR (CAE), Angio Mentor Express (Simbionix), VIST-C (Mentice), die Kontrollgruppe (K, n=9) ein theoretisches Ausbildungsprogramm. Die Pr{\"a}- und Postevaluation aller Probanden fand an einem pulsatilen Herzmodell im Katheterlabor statt (CoroSim™, Mecora). Hierbei wurde der individuelle Stresslevel jedes Probanden bestimmt. Hierzu wurde zum einen der physische Stress {\"u}ber eine Messung des Speichelcortisols und der Herzfrequenz quantifiziert und zum anderen psychischer Stress mittels des PANAS-Fragebogens bestimmt (PANAS-Score erhoben durch f{\"u}nf-stufige Likert-Skala). Zwischen den Studiengruppen fand sich kein signifikanter Unterschied hinsichtlich des physischen Stresslevels. Im Hinblick auf das psychische Stressniveau zeigte sich nach dem Training hingegen ein signifikanter Unterschied zwischen den Studiengruppen: W{\"a}hrend der negative Affekt in der Kontrollgruppe anstieg, wies die Simulationsgruppe im Vergleich hierzu einen signifikanten Abfall dieses Parameters auf (F(1, 16)=5,58 p=0,03, ANOVA mit Messwiederholung, Faktoren: Studiengruppe x Messzeitpunkt). Somit konnte gezeigt werden, dass Simulationstraining bei angehenden interventionellen Kardiologen die psychische Stressantwort w{\"a}hrend einer Intervention reduziert.},
  subject      = {Simulator},
  language  = {de}
}