Entwicklung von Medizinrobotern zur Assistenz bei operativen Eingriffen

Der Erfolg versprechende Einsatz von Robotersystemen in der Chirurgie erfordert Betriebsmodi, die sich grundlegend von der vollautomatischen Arbeitsweise industrieller Systeme unterscheiden. Es ist eine in hohem Maße interaktive Arbeitsweise der Roboter erforderlich, bei der der Operateur nicht ersetzt, sondern in den Arbeitsschritten unterstützt wird, wo der menschlichen Wahrnehmungsfähigkeit und dem menschlichen Geschick Grenzen gesetzt sind. In dem Beitrag wird die Umsetzung dieses Konzepts bei der Entwicklung eines universellen chirurgischen Assistenzroboters beschrieben. Die Grundidee besteht in der Integration eines medizinischen Navigationssystems, bei dem die räumliche Lage der chirurgischen Instrumente erfasst und auf dem Bildschirm dargestellt wird, und eines Roboterarms. Der Roboterarm stellt dabei eine mechatronische Ergänzung des Navigationssystems dar, die als "intelligenter Instrumentenhalter" zur Führung und Positionierung der chirurgischen Werkzeuge eingesetzt wird. Der Operateur kann ihn interaktiv über einen am Flansch angebrachten Kraft-/Momentensensor führen und vor sowie während des Eingriffes bestimmte Grundstellungen vorgeben. Eine Besonderheit ist der Patienten-Nachführ-Betrieb, bei dem der Roboter online kleinen, bei der Operation möglichen Patientenbewegungen folgt und die Orientierung zwischen chirurgischem Instrument und Patientenanatomie immer konstant hält.