Roboter und Manipulatoren assistieren in der Chirurgie

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Im ersten Schritt erfolgt ebenfalls eine Auslegung nach den Anforderungen wie Arbeitsraum, Freiheitsgrade, Traglast, Steifigkeit und Präzision. Unterschiede ergeben sich jedoch durch die jeweils nationalen gesetzlichen Bestimmungen und bei den Sicherheitsüberlegungen, weil die Auswirkungen einer Fehlfunktion katastrophale Folgen haben können und der Roboter im Operationssaal ohne trennende Schutzeinrichtungen betrieben werden muss. Soweit die technischen Konzepte in die Öffentlichkeit gelangten, wurden beispielsweise aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen alle Robotersysteme im klinischen Einsatz mit redundanten Positionsmesssystemen ausgestattet, um eine Fehlpositionierung unbedingt zu vermeiden.

Außerdem mussten gleichzeitig eine Selbsthemmung und eine Beweglichkeit garantiert werden, um bei einem Systemausfall einerseits ein unkontrolliertes Einsinken des Instruments in den Körper zu vermeiden und andererseits das Instrument gefahrlos aus dem Patienten entfernen zu können.

Einhaltung der Hygiene ist einfach gelöst

Die Einhaltung der hygienischen Anforderungen im Operationssaal wird dagegen bei Robotern und Manipulatoren heute relativ einfach gelöst: Vor Beginn des Eingriffs wird über das Assistenzsystem eine Schutzfolie gestülpt, so dass ein Kontakt des Roboters mit der sterilen Umgebung weitgehend vermieden wird. Bei einfachen Manipulatoranwendungen handelt es sich in den meisten Fällen um Varianten von Endoskophaltesystemen.

Auch wenn sich Roboter für diese Aufgabe prinzipiell eignen würden, sind diese Systeme für eine solche Aufgabe zu teuer, zu groß und fordern einen zu hohen Installationsaufwand am Operationstisch. Für diese Randbedingungen wurde eine Reihe von verschiedenen Systemen entwickelt, von denen der Aesop am weitesten verbreitet war.

Arbeitsplätzen in Kernkraftwerken als Vorbild

Gehen die Anforderungen an den Manipulator wie beim Master-Slave-Konzept des da-Vinci-Systems über das quasi statische Halten des Instruments hinaus, dann muss die manuelle Eingabe mit gleicher Dynamik auf das Instrument übertragen werden. Die Lösungsansätze dafür stammen von den Arbeitsplätzen der Kernkraftwerke und basieren häufig auf Seilzugantrieben.

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