Zentrum für Luft und Raumfahrt entwickelt Robotersystem für die Chirurgie

Düsseldorf – Das Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) hat auf der Medizintechnikmesse Medica ein Robotersystem für die minimalinvasive Chirurgie vorgestellt, das derzeit als Laborprototyp im Rahmen von außerklinischen Forschungen erprobt wird.

Das Telechirurgiesystem „MiroSurge“ setzt sich aus mehreren Roboterarmen, einer Bedienkonsole, die mit einem 3-D-Display ausgestattet ist, und zwei haptischen Eingabe­geräten zusammen, berichtete  Bernhard Kübler vom Institut für Robotik und Mecha­tronik, Weßling. Basiskomponente des Systems ist der Roboterarm „Miro“, ein etwa 10 kg schweres, kinematisch redundantes, vollständig drehmomentgeregeltes Werkzeug.

Mit dem System lassen sich komplexe chirurgische Eingriffe ohne große Schnitte in der Körperoberfläche durchführen, es vereinfacht die „Handwerklichkeit“ etwa bei einer Operation unter der Bauchdecke, indem seitenverkehrte Abläufe, die Bewegungs­umkehrung bei minimalinvasiven Eingriffen, vom Roboter übernommen werden, erläuterte Kübler.

Der Chirurg kann beispielsweise mittels der Eingabegeräte die Miro-Arme steuern, wobei ein Roboterarm mit einer Stereo-HD-Kamera ausgerüstet ist, die Videobilder aus dem Körperinneren des Patienten überträgt, während zwei Roboterarme mit Instrumenten für beidhändige Manipulationen im Operationsfeld genutzt werden können. Anders als bei herkömmlichen Robotersystemen ist dabei die Konsole, an der der Operateur arbeitet, vom Operationstisch nicht räumlich getrennt.

Die vom DLR gemeinsam mit Chirurgen speziell entwickelten Instrumente sind elektro­motorisch angetrieben und tragen Sensoren in der Instrumentenspitze, mit denen Interaktionskräfte und -momente mit dem Gewebe im Operationsfeld gemessen werden. Darüber hinaus bieten die Instrumente zwei zusätzliche Bewegungsfreiheitsgrade an deren distalen Ende. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Beweglichkeit im Patienten­körper und unterstützt den Chirurgen durch Kraftrückkoppelung mittels der Sensoren.

Derzeitige Forschungen am Institut befassen sich unter anderem mit der robotischen Wasserstrahlchirurgie, mit der selektiv Gewebe abgetragen werden kann, und mit der intraoperativen  ultraschallgestützten Gefäßdetektion. Künftig  könnten Kübler zufolge zum Beispiel Cholezystektomien und Prostatektomien mit dem System durchgeführt werden.

KBr