Roboter und Manipulatoren assistieren in der Chirurgie

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Renishaw GmbH

Weil Technology GmbH

Abt. Lackiertechnik

Optimierungspotenzial von Assistenzsystemen ist groß

Die Entwicklung von Assistenzsystemen wird heute nicht durch die Bewegungsvorrichtungen beschränkt. Allerdings gibt es noch ein großes Optimierungspotenzial in Hinblick auf kompaktere Bauformen bei gleichzeitig höherer Dynamik und höheren Traglasten. Diesen spezifischen Anforderungen stehen geringe Stückzahlen im Operationssaal gegenüber, so dass sich grundlegende Neuentwicklungen wie der DLR-Leichtbauarm für industrielle Anwendungen heute leider nur selten realisieren lassen.

In einer Reihe von Forschungsprojekten, beispielsweise beim Robin-System zum automatischen Fräsen der Implantatlager von Hörgeräten (Bild 7), arbeiten heute HNO-Chirurgen und Radiologen des Universitätsklinikums Tübingen eng mit Ingenieuren des Fraunhofer IPA an neuen Closed-Loop-Lösungen zusammen. Bei diesem System wird das Resektionsvolumen ständig vermessen und für die Regelung des Abtragungsprozesses verwendet. Theoretisch lassen sich bereits mit konventionellen Systemen die Operationsdauer um ein Vielfaches verringern und die Präzision entscheidend erhöhen.

Multifunktionelle Instrumente auf dem Vormarsch

Speziell die Anwendungen in der MIC und Notes haben jedoch in den letzten zwei Jahren auch zu neuen Konzepten für Assistenzsysteme im Operationssaal geführt. An die Stelle der großen, stationären Roboter- oder Manipulatorsysteme treten kleine, mit der Hand gehaltene, multifunktionelle auf Manipulatorsysteme gestützte Instrumente, mit denen Teilschritte, beispielsweise das Nähen, automatisiert werden können. In den Laboren entstehen zur Zeit die Konzepte für solche hybriden Instrumente, mit denen die vorteilhaften Eigenschaften vom konventionellen Instrument und dem Roboter oder Manipulator verbunden werden sollen. Die Impulse dafür liefern die Schlüsseltechnologien aus der Mikrosystemtechnik, Mikroelektronik und den Materialwissenschaften.

Closed-Loop-System für die minimalinvasive Lebertumorresektion

Ein Beispiel für ein solches Assistenzsystem ist die Entwicklung von Whole’O’Hand (Holistic Glove Intervention System) der drei Fraunhofer-Institute IPA, IIS und IGD. Bei diesem System werden die Navigation mit einer dynamischen Registrierung, die auf Ultraschall basierende Inline-Messtechnik und die auf Manipulatoren gestützten Instrumentenwechselsysteme zu einem Closed-Loop-System für die minimalinvasive Lebertumorresektion verbunden. Auf diese Weise sollen im präklinischen Versuch Resektionslinien dynamisch aktualisiert und die Manipulatoren für die Bewegungsführung mit Hilfe von Active Constraints eingesetzt werden.

(ID:324911)