The fields of philosophy and informatics entertain two somewhat different conceptions of ontology. Philosophical ontology is a branch of metaphysics dating back at least to the time of Plato and Aristotle. Ontology in informatics has its origins in the artificial intelligence research of the eighties and nineties. This means that the fields of philosophy and informatics entertain two somewhat different conceptions of ontology and the present paper discusses the relationship between these two conceptions. Differences and similarities are pointed out and variations in methodological approaches are also discussed. Efforts to combine the ontological methodologies and resources of the two fields are surveyed, and actual and potential benefits and drawbacks of such collaborations are examined.

1 Ausgangsposition Durch die Einführung kürzerer Wettkampfdisziplinen wurde in den letzten Jahren der Versuch unternommen die, Sportart Biathlon medienwirksamer zu gestalten. Die neuen Wettkampfdisziplinen Massenstart sowie Verfolgung stellen den klassischen Einzelwett- kampf zunehmend in den Hintergrund. Teilstrecken zwischen zwei bis drei Kilometer er- halten im Komplex der Wettkampfstruktur einen hohen Stellenwert. Diese Abforderungs- struktur trägt auch weiterhin die Charakteristik der Langzeitausdauer eins, wird aber in- folge dieser Veränderungen mit stärkeren Mittelzeitausdaueraspekten durchsetzt. Zudem wurde die Wettkampfanzahl erhöht und die Wettkampfdichte hat beträchtlich zugenom- men. Infolge dessen bleibt während der langen Wettkampfsaison kaum Spielraum, ent- scheidende Leistungsgrundlagen in diesem Abschnitt zu trainieren. Wettkampfanalysen zeigen, dass die Eintakt-Skating-Technik einen größeren Stellenwert erhält und damit die Kraftausdauerqualitäten weiter an Bedeutung gewinnen. Die deutschen Biathleten bestimmten zwar in den vergangenen Jahren international das Wettkampfgeschehen in der Komplexleistung mit, wiesen aber in der Leistungsfähigkeit der Teildisziplin Lauf einen Rückstand von 2,5 % bis 8 % auf die absolute Weltspitze auf. Kürzere Wettkampfdiszipli- nen bedingen durch die eingelagerten Schießabschnitte kürzere Teilstrecken und damit eine Veränderung der bisherigen Wettkampfstruktur. Die Laufgeschwindigkeit und damit die Intensität der Belastung nehmen demnach zu. Daraus folgt eine höhere Inanspruch- nahme anaerober Stoffwechselvorgänge auf den einzelnen Teilstrecken. Nach Neumann (1987) und anderen gewinnt der Kohlenhydratstoffwechsel zunehmend an Bedeutung, je kürzer die Belastungsanforderungen sind. So werden nach der Zeitstruktur der einzelnen Wettkampfdisziplinen 80 % bis 90 % Kohlenhydrate zur Energiegewinnung heran- gezogen. Die dargestellten Veränderungen der Wettkampfstruktur geben ebenso wie der gekennzeichnete Entwicklungsstand der deutschen Biathleten in der Teildisziplin Lauf

1 Ausgangsposition Durch die Einfuhrung kurzerer Wettkampfdisziplinen wurde in den letzten Jahren der Versuch unternommen die, Sportart Biathlon medienwirksamer zu gestalten. Die neuen Wettkampfdisziplinen Massenstart sowie Verfolgung stellen den klassischen Einzelwettkampf zunehmend in den Hintergrund. Teilstrecken zwischen zwei bis drei Kilometer erhalten im Komplex der Wettkampfstruktur einen hohen Stellenwert. Diese Abforderungsstruktur tragt auch weiterhin die Charakteristik der Langzeitausdauer eins, wird aber infolge dieser Veranderungen mit starkeren Mittelzeitausdaueraspekten durchsetzt. Zudem wurde die Wettkampfanzahl erhoht und die Wettkampfdichte hat betrachtlich zugenommen. Infolge dessen bleibt wahrend der langen Wettkampfsaison kaum Spielraum, entscheidende Leistungsgrundlagen in diesem Abschnitt zu trainieren. Wettkampfanalysen zeigen, dass die Eintakt-Skating-Technik einen groseren Stellenwert erhalt und damit die Kraftausdauerqualitaten weiter an Bedeutung gewinnen. Die deutschen Biathleten bestimmten zwar in den vergangenen Jahren international das Wettkampfgeschehen in der Komplexleistung mit, wiesen aber in der Leistungsfahigkeit der Teildisziplin Lauf einen Ruckstand von 2,5 % bis 8 % auf die absolute Weltspitze auf. Kurzere Wettkampfdisziplinen bedingen durch die eingelagerten Schiesabschnitte kurzere Teilstrecken und damit eine Veranderung der bisherigen Wettkampfstruktur. Die Laufgeschwindigkeit und damit die Intensitat der Belastung nehmen demnach zu. Daraus folgt eine hohere Inanspruchnahme anaerober Stoffwechselvorgange auf den einzelnen Teilstrecken. Nach Neumann (1987) und anderen gewinnt der Kohlenhydratstoffwechsel zunehmend an Bedeutung, je kurzer die Belastungsanforderungen sind. So werden nach der Zeitstruktur der einzelnen Wettkampfdisziplinen 80 % bis 90 % Kohlenhydrate zur Energiegewinnung herangezogen. Die dargestellten Veranderungen der Wettkampfstruktur geben ebenso wie der gekennzeichnete Entwicklungsstand der deutschen Biathleten in der Teildisziplin Lauf

TITELBLATT UND INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 Uberblick 1 1.2 Zielsetzung der Arbeit 2 2 THEORETISCHE UND TECHNISCHE GRUNDLAGEN 4 2.1 Navigation in der Medizin 4 2.2 Trackingsysteme 14 2.3 Registrierung und Kalibrierung 23 2.4 Programmiersprache Java 39 2.5 Kieferchirurgische Behandlung von Dysgnathien 42 3 KLINISCHE EVALUIERUNG DES ARTMA-NAVIGATIONSSYSTEMS 52 3.1 Methoden 52 3.2 Ergebnisse 63 3.3 Diskussion 67 4 NEUENTWICKLUNG EINER SOFTWARE ZUR VERMESSUNG DER KAUEBENE 70 4.1 Methoden 71 4.2 Ergebnisse 78 4.3 Diskussion 80 5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 86 6 LITERATUR 88 LEBENSLAUF

Für ein vollständig computergestütztes Planungssystem zum Zwecke der kieferchirurgischen Operationsplanung ist die Bereitstellung von virtuellen Werkzeugen für den Chirurgen eine grundlegende Voraussetzung. Ausgehend von den Volumendaten mit Schädel- und Kieferknochen des Patienten ermöglicht ein einfaches Interface unter Verwendung einer geeigneten Visualisierung und haptischer Eingabegeräte die interaktive Definition und Manipulation einzelner virtueller Knochensegmente. Wir haben moderne kraftrückgekoppelte Geräte aus dem Niedrigpreisbereich eingebunden und auf ihre Fähigkeit untersucht, das dreidimensionale Verständnis im Planungsprozeßdurch Anlehnung an die Vorgänge bei der chirurgischen Prozedur zu erhöhen. Durch diese Eingabegeräte ist es möglich, die Knochensegmentierung für eine Osteotomie des Unterkiefers intuitiver und schneller durchzuführen. Die definierten Teilvolumina ergeben zusammen mit ihrer räumlichen Neuanordnung auf Grundlage einer kephalometrischen Analyse einen Operationsplan. Nach erfolgter Planung werden die Planungsergebnisse in den Operationssaal übertragen. Die intraoperativen Techniken beinhalten die Visualisierung der Planungsergebnisse, die Steuerung der Anwendung über Sprache und die Bestimmung der Patientenposition mittels eines elektromagnetischen 3D-Trackingsystems.

Ziel unserer Arbeit ist ein vollständig computergestUtztes System fur die kieferchirurgische Operationsplanung [1]. Ein wichtiger Bestandteil ist die interaktive Bestimmung der für die Planung benötigten Knochensegmente unter Benutzung virtueller Werkzeuge. Zu diesem Zweck haben wir eine einfach zu bedienende Benutzerschnittstelle geschaffen, die sowohl visuelles als auch haptisches Feedback bietet. Es wurde untersucht, inwieweit Kraftrückkopplung (Force-Feedback) unter Verwendung von Geräten aus dem Niedrigpreisbereich für die medizinische Anwendung einsetzbar ist.

Our main research work is the realization of a completely computer-based maxillofacial surgery planning system. An important step toward this goal is the availability of virtual tools for the surgeon to interactively define bone segments from skull and jaw bones. The easy-to-handle user interface employs visual and force-feedback devices to define subvolumes of a patient's volume dataset. The defined subvolumes together with their spatial arrangements lead to an operation plan. We have evaluated modern low-cost, force- feedback devices with regard to their ability to emulate the surgeon's working procedure.