BachelorThesis/BachelorThesis/Writing/ERGEBNISSE Literaturrecherche & Erste Ideen zur Bachelorarbeit in Textformat/Bachelorarbeit_Seyffer_Julian.tex

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%Zitationsstil
\bibliographystyle{unsrt}


\begin{document}



%Das ist mein erstes Beispiel Zitat
%alles mit dem Tutorial gemacht: https://www.youtube.com/watch?v=GmyCcvXrSDI

\section{Paper von Rafael}

Precision is the ultimate aim of stereotactic technique. Demands on stereotactic precision reach a pinnacle in stereotactic functional neurosurgery.\cite{Zrinzo.2012} \newline

\textbf{Mittels MRT magnetische Marker durch Gefäße navigieren. Könnte problematisch für unser System werden} wenn WEC`s so gesteuert werden. Zeigt welche Magnetfeldstärken im MRT benutzt werden. Weiß nicht ob auch andere Navigationssysteme ähnliche Magnetfeldstärken aufweisen.\cite{Latulippe.2015}  \newline

Permanentmagnet an Tubus, der wird in Hals eingeführt und dabei durch Magnetsensoren (die im Patienten als Halsband angezogen werden) getrackt. Hierbei werden zwei mathematische Modelle betrachtet eins davon ist mit einem \textbf{ANN Artificial Neural Network}. \\
Hier wird ein Paper zitiert, dass zeigen soll wieso Magnetfeld gut ist um Menschen zu durchleuchten (weil permeabilität Gewebe fast wie Luft). Wert wird auf p.135 genannt. \\
Außerdem werden \textbf{komerziell erhältliche System?} erwähnt (nichts namentlich müsste man selbst recherchieren was es da schon gibt). \\
Inverse Problem mit magnetic field model for the forward problem einigermaßen gut erklärt. \cite{Sun.07.07.201511.07.2015}  \newline

In einen Tumor wird ein kleiner Chip implantiert. Ultraschallsonde in Anus, mit langer Nadel wird Chip (5mm x 5mm)implantiert. Anscheinend wird so ein Verfahren "routinely" in brachytherapy seed implants benutzt. Hier wird schön der \textbf{Zusammenhang dB - Strecke - Frequenz, also wie weit welche Frequenzen durch menschliches Gewebe durchtreten können} aufgezeigt. Höhere Antennenfrequenzen erzeugen mehr inductionsstrom, aber attenuate more through tissue! \cite{Beigel.29thAugust1stSeptember2005} \newline

\textbf{Auch gutes Paper über WECs}
Permanent Magnet erzeugt Feld. Eine WCE (wireless capsule endoscopy)\textbf{ Kapsel hat sechs onboard Sensoren} die das Magnetfeld messen und somit die Position gemessen wird. Ein Roboterarm wird genutzt um die Kapsel herum zu bewegen, die Position des Arms (Auflösung 2 mal 10 hoch minus 2 mm) wird als Referenz für die Präzisionsmessungen genommen. Alle Fehler werden nur in Prozent rel. Fehler angegeben was etwas nervig ist. Laut Introduction kleiner 7mm. \\
Hier ist außerdem auf S.2 ein \textbf{guter Vergleich mehrerer WCE Tracking Systeme und ihrer Präzision aufgelistet}.\\
Der Kollege Christian Di Natali hat noch eins zwei gute Papers über induktive Lokalisation in der Medizin und WECs. \cite{DiNatali.2016} \newline

\textbf{Gutes Paper, sehr genaue Hirnchirurgie} \\
Genau was ich vorhabe! \textbf{Mit Roboterarm in Hirn stechen und position der Spitze ermitteln. 
An Spitze sitzt ein Permanentmagnet und auf den Schädel werden mehrere magn. Sensoren aufgeklebt.}
Die Präzision liegt hier zwischen 1 und 4 mm. Allerdings ist der abgedeckte Bereich lediglich 4x4x2cm klein (weiß nicht wie tief man mit max Nadel rein muss). Auch mit Artificial Neural Network die Position errechnen.\cite{Marechal.25.08.201529.08.2015} \newline

Hier werden endoskopische Geräte getrackt.\textbf{ An der Spitze der endosk. wird ein permanent Ringmagnet platziert}. Um die ROI in der getrackt wird ist ein Plexiglaskasten aufgebaut (0.4m x 0.3m x 0.5m) (keine Ahnung wie da durch operiert werden soll) und außen dran werden magnetische Sensoren platziert. \\
Dann werden hier irgendwie zwei simulierte Datensätze gegeneinander verglichen. Mir fehlt eigentlich der real durch Versuche erzeugte Datensatz. Aber sie erzielen eine Präzision von 0.003mm ohne Noise wohlgesagt!\cite{Song.2014} \newline

\textbf{Das Paper liest sich super und erscheint mir ziemlich professionell.}
\textbf{Ein permanent Magnet in einer endoskopischen Kapsel}, wird von nem Schwein verschluckt. Vier Sensoren die auf einer Platte fest montiert sind, messen dabei das Feld. Die ergebnisse werden (glaub per Zigbee) an einen PC geschickt, der dann die Position ermittelt. 
Die Präzision wurde mittels Röntgen verifiziert, wobei hier glaube ich nur 1 Versuch gemacht wurde.
Der Vorteil hier, scheint dass es ein einfaches System ist, nicht so teuer und wenige Sensoren (4). Wobei Prof. Zwanger meinte, dass der Preis kein Argument sein, fast ausschließlich die Präzision und dabei schneidet es nicht besser als die anderen Systeme ab.
Hier ist ne hammer Tabelle drin die mehrere endoskopische Kapsel tracking Systeme in ihrer Präzision vergleicht und den Raum den sie abdecken. \cite{Pham.21.04.201424.04.2014} \newline

\textbf{Super good paper. Looks at a bunch of different methods to track Wireless endoscopic capsules (WEC)} -> see Table 1 (even X-Ray, Gamma-Ray, electromagnetic, etc.)
Looks super professional. Conclusion zeigt aber auch wieso unser System im Bereich WECs strugglen könnte: As shown in the table, the
\textbf{approaches which have potential to obtain high accuracy position
and orientation data are either influenced by the magnetic
field to be used for actuation or be complex and still at the
proof-of-principle stage.} \cite{Than.2012} \newline

Hier wird zum ersten Mal eine \textbf{endoskopische Kapsel aufgezeigt die Biomarker bzw Medikamente mit einem Drug release mechanismus an bestimmter Stelle im Darm ablassen soll}. Hier wird auch ein Bild gezeigt wo der Permanentmagnet in der Kapsel liegen soll. Das sieht nach Platzverbrauch aus, \textbf{wir könnten unsere coils außenrum Wickeln, könnte vom Volumen her sparsamer sein.} \cite{Mehmood.08.10.201209.10.2012} \newline

\textbf{Particle swam optimization (PSO) algorithm} schon öfters gehört. Was ist das? Hier werden mehrere Objekte (Endoskope, Herzklappenprothese und gastrointrnal transit of solid oral dosage forms or nutrients) getrackt. Aber mann muss das ganze in eine Box stellen drum herum sind die Sensoren platziert. Nervig für Arzt.\cite{Yang.2010} \newline

Die folgenden Paper gehen alle über MEG, sind sehr mathematisch und bringen mir wahrscheinlich nichts. \textbf{Brain mapping und Herz mapping. Dafür bräuchten wir glaube ich viel feinere Sensoren (SQUIDs).} \cite{Freschi.2010} \cite{Jiang.12.10.200714.10.2007,Jiang.30.05.200831.05.2008}\cite{Schreiber.2004}\cite{Baillet.2001} \cite{Albera.2008} \cite{Lamus.2007} \newline

Der Kollege hier hat 4 Halls Sensoren die es aufm Markt damals gab zusammen genommen, \textbf{seinen eigenen einfachen "Reader" zusammengeschustert} und einen error in mm range (glaub 1 oder 2mm) bei 40Hz aufnahme Rate bekommen. Real time tracking geht auch so halbwegs. Er meint, dafür bräuchte man 20Hz.
\\
Achja er trackt einen zyl. permanentmagneten mit durchmesser 8mm und Länge 8mm.
\\
Könnte ein hilfreiches Paper sein, aber scheint nicht sonderlich professionell (dunno hab die Autoren nicht recherschiert, allein vom Titel und Namen ich sehe keine PHD`s oder Profs). Der Aufbau wirkt auch sehr rudimental. Ich glaube dieses Paper geht davon aus, dass die \textbf{Kapsel allein durch die GI tract movements bewegt} wird und nicht durch Magnetfelder gesteuert wird. Das könnte für uns ein hilfreiches argument sein, sollte man genauer recherchieren wie das sonst abläuft. \cite{Wang.June21252004} \newline
\\
Mit 8 Antennen (fluxgate magnetometern) einen Permanentmagnet (in Pillenform 2.5cm lang, diameter 0,78cm). In abgeschirmtem Raum (sound proof, ka wie gut das magnetfeld abschirmt).
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Die Studie behauptet in Conclusion, dass sie die erste Studie sei die ein System prüft, dass später potenzielle WEC`s tracken kann. Sie ist aus 1997, könnte also stimmen.
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Es wird nichts über positional oder orientational error gesagt. Der Magnet wird auch an ort und stelle gehalten und lediglich rotiert um eine GI tract mvoement zu simulieren. Anhand der Änderung des Winkels könnte man die Stärke der GI tract movement zurückführen eventuell...
\\
Coole Idee, uralt, eins der vllt ersten Papers zu diesem Thema?
\textbf{Umgebungsmagnetfeld vorher messen, dann als konstant ansehen und rausrechnen. Das können wir besser mit calibrate}
\cite{Prakash.30Oct.2Nov.1997}

\section{weiterführende Recherche verwandt mit Rafis Papers}


\section{Fragen und Ideen während Literaturrecherche}

\begin{enumerate}
\item Was nehme ich als Referenzwert für die Präzisionsmessung? 
\\ - Robot Arm, Infrared System, Paper with grid
\item Could MagPos Project (Oliver) be viable here? 
	\\- Some paper called active objects in WECs the future
	\\- Problematik bei stereotaktischen Eingriffen handling der Instrument eingeschränkt?
	\\- WECs bräuchten Stromzufuhr, eventuell Exciter Induktion oder Akku
	\\- Endoskopie Instrumente haben sowieso Stromzufuhr für Kameras und Licht, etc.
\item Können wir Schrauben lokalisieren? Welche Frequenz hat welches Material und Schraubengröße? Macht uns Titan (nicht sehr magnetisch) zu große Probleme? Can we track a tooth filling as a kind of built in marker of the patients coordinate system? \\  
- Prof Zwangers Aussage dazu: Man muss auch immer Gewebe drumherum anschauen um zu sehen ob Schraube richtig sitzt, das können wir nicht. Aber gibt es Anwendungen bei denen das umliegende Gewebe nicht so wichtig ist? \\
Materials being used: \\
Miniplates have been used during the last decade to
facilitate stability between bony fragments in the
maxillofacial region, and are nowadays the preferred
method for fixation of fractures and osteotomies [1].
Primarily, stainless steel (Fe-Cr-Ni-Mo alloys) and
titanium (commercially pure Ti) are used as materials
for these derides (Torgersen 1994, Vorsicht zu dem Paper finde ich keine DOI deswegen ists nicht in Citvai und das Paper zitiert diese Stelle wiederum aus einem neuen Paper das ich gar nicht finden kann). \\
As a new generation of medical metallic material, magnesium (Mg) and its alloys with or without surface
coating have attracted a great deal of attention due to its biodegradability and potential for avoiding a
removal operation. Currently, permanent metals with goodmechanical strengths and biocompatibility, including stainlesssteel (SS), titanium (Ti) alloys and cobalt-chromium (CoCr) alloys,have been widely used in orthopaedicfield \cite{Disegi.2000} \\
Sixty stainless steel external fixation tapered screwswere used: thirty screws were plasma sprayed with Hydroxyapatite while  the  others  remained  uncoated  (Orthofix,  Bus-solengo, Italy). \cite{Arciola.1999}

 
\item Könnte man einen Stent tracken und daraus direkt die Position der Vene schließen?
\item Könnten wir Magnetfeld von navigations Systemen die WECs magnetisch bewegen mit unserem calibration rausrechnen? Das wäre ein ziemlicher Vorteil bisheriger Systeme und das ist auch hauptproblem ind loc Systeme von WECs. Aktives Objekt
\item Könnte man schnell Pistolenkugeln tracken und anzeigen wo eventuelle Schrapnelle im Körper befindlich sind?
\item Is a permanent magnet viable? How strong is it? Does it decrease in magnetic field strength over time?
\item Bisherige Papers nehmen oft permanent magnet in eine WEC auf. Das braucht Platz innerhalb der Kapsel. Vielleicht könnten wir sie kleiner machen indem wir unsere Coils außenrum verlegen?
\item What exactly is Particle Swarm Optimization, Artificial Neural Network, Iterative forward model (or something like that, see Paper Number 3 in References)? What mathematical model do we use? Should I even look into that? What exaclty is the electromagnetic inverse problem everyone is talking about?
\item Tracking multiple objects is not done very often. Could we be better than Konkurrenz there?
\item How expensive are SQUID sensors and a magneticely shielded environment? Could that improve our precision?
\\- This is used for brain mapping. Finding the source of a current in the brain.
\item In the whole process should we be mainly looking to improve the sensors (SQUID?), the object (active object) or the exciter (inductive power source for object)?
\item There is research being done to navigate the WEC via a magnetic field. This could interfer with our system, just as every other magnetic localization system. One paper (2001 Wang) suggests that the WEC only gets moved by GI tract movement. Should we care about the magnetic navigation systems of WECs or are they not being used enough? Are WECs even used enough to rechtfertige investigating the localization of them?
\item Only one paper actually measures the surrounding magnetic field (of the earth and just general noise) (1997 Prakash). He measures it, sieht es dann als konstant an und rechnet es raus. Could we do that better or shine with our calibration?
\item Könnte man aus Bewegungsstärke einer WEC Rückschlüsse auf die Stärke der GI tract Bewegungen schließen? Bringt das überhaupt medizinisch etwas?
\end{enumerate}

%hier wird das Literaturverzeichnis mit Citavi erstellt
\bibliography{Literatur}


\end{document}