Mini-Roboter fräst sich bei Kopf-OP um Blutgefäße und Nerven

Düsseldorf – Einen Roboter, der bei Innenohrtumoren sensiblen Strukturen ausweicht, haben Wissenschaftler der Mannheimer Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA entwickelt.

„Tumore im Innenohr zu entfernen, ist eine heikle Sache: Die Ärzte müssen meist das gesamte Felsenbein entfernen. Künftig reicht ein fünf Millimeter breiter Tunnel durch den Knochen, den der Mini-Roboter NiLiBoRo fräst“, hieß es aus der Arbeitsgruppe, die mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Darmstadt, der Universität Aachen und des Universitätsklinikums Düsseldorf zusammengearbeitet hat.

Das Innenohr ist nicht gut zugänglich: Es wird vom Mastoid verdeckt, auch Felsenbein genannt. Zudem durchziehen viele Blutgefäße und Nerven das umliegende Gewebe. Die Ärzte fräsen daher so viel vom Mastoid-Knochen heraus, bis sie jede dieser sensiblen Strukturen aufgespürt haben. Nur so können sie sicherstellen, sie nicht zu schädigen. Meist müssen sie dafür den gesamten Knochen entfernen.

Zwar gibt es bereits Bohrer, die einen Tunnel in einen Knochen fräsen können – allerdings bahnen sie sich ihren Weg nur gerade in den Knochen hinein. „NiLiBoRo kann erstmals auch um Ecken bohren“, erläutert Lennart Karstensen, Wissenschaftler der Projektgruppe. Diese Eigenschaft ist es, die minimalinvasive Operationen von Innenohrtumoren erst ermögliche. Denn würde der Tunnel gerade verlaufen, käme er den Nerven bedenklich nahe. NiLiBoRo dagegen ist in der Lage, einen Bogen um empfindliche Stellen zu machen, der Tunnel kann daher fünf Millimeter breit sein und damit groß genug für die Operation.

„Der Wurm besteht aus einem Kopf und einem Schwanz“, erläutert Karstensen. Auf seinem Weg durch den Knochen ist der Roboter über acht bis zwölf hydraulische Leitungen mit den Steuerungsgeräten und Pumpen im Operationssaal verbunden. Diese Leitungen lassen ihn in die richtige Richtung kriechen.

Im Labor und später im Operationssaal wird der Weg, den NiLiBoRo sich bahnt, über ein elektromagnetisches Trackingsystem genau überwacht. Einen ersten Prototyp von NiLiBoRo haben die Forscher bereits gebaut. In zwei Jahren sollen Ärzte den Miniroboter erstmals einsetzen, so hoffen die Forscher.

hil