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Improving Hand-Eye-Coordination in Laparoscopy using a Virtual Endoscope Monitor

Weber, Bernhard und Connan, Mathilde und Kirst, Alexander und Schneider, Dominik und Wegener, Luca und Berlet, Maximilian und Fuchtmann, Jonas und Wilhelm, Dirk und Klodmann, Julian (2026) Improving Hand-Eye-Coordination in Laparoscopy using a Virtual Endoscope Monitor. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. Springer. doi: 10.1007/s11548-026-03620-4. ISSN 1861-6410.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
623kB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11548-026-03620-4

Kurzfassung

While laparoscopic procedures offer considerable advantages for the patient, they pose substantial challenges for the surgeon, whose hand-eye coordination is impaired. One reason for this is the surgeon's lost visual access to the surgical field, who is instead provided with an endoscopic image on a stationary monitor. In the present study, an optical see-through head-mounted display (OST-HMD) was used to display a virtual endoscope monitor. Unlike stationary monitors, this allows the endoscope image to be projected at arbitrary positions in the room. The benefits of this approach were evaluated in a user study. N = 10 surgeons carried out a threading task in a pelvic trainer integrated in an operating room setup. Four positions of the endoscope image were compared: frontal view (0°), offset by 60° to the left and right, and projected directly onto the surgical field. The results show that for complex bimanual tasks, projecting the endoscope image onto the surgical field led to a halving of execution times in the study. In addition, the forces applied during threading were measured, but no significant effects of perspective were found. More experienced surgeons also reported significantly lower mental workload with the frontal view (0°) and the projection onto the surgical field compared to the other conditions. This study provides first evidence that an OST-HMD could be a suitable way for flexibly displaying endoscopic images in laparoscopy and could help improve the surgeon's hand-eye coordination, while at the same time being easily integrated into the clinical environment.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225248/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Improving Hand-Eye-Coordination in Laparoscopy using a Virtual Endoscope Monitor
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weber, BernhardBernhard.Weber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7857-0201NICHT SPEZIFIZIERT
Connan, MathildeDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kirst, AlexanderAlexander.Kirst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schneider, DominikDLRhttps://orcid.org/0000-0003-4921-0693NICHT SPEZIFIZIERT
Wegener, LucaTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berlet, MaximilianTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fuchtmann, JonasTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilhelm, DirkTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klodmann, JulianJulian.Klodmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 April 2026
Erschienen in:International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s11548-026-03620-4
Verlag:Springer
ISSN:1861-6410
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Laparoscopy, Hand-eye-coordination, Augmented reality, Head-mounted display, User study
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Intuitive Mensch-Roboter Schnittstelle [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Weber, Dr. Bernhard
Hinterlegt am:22 Jun 2026 21:57
Letzte Änderung:23 Jun 2026 13:31

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