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ROBOTER UNTER DER HAUT

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ROBOTER UNTER DER HAUT

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“Robotische Chirurgie ist bereits eine Erfolgsgeschichte,” sagt Paolo Dario, Koordinator des ARAKNES-Projekts am Institut für Biorobotik der italienischen Elitehochschule Scuola Superiore Sant’Anna (SSSA) in Pisa.

Luca Morelli, Chirurg am Cisanello-Krankenhaus von Pisa, fügt hinzu: “Chirurgieroboter sind schon auf dem Markt. Und wir können mit ihnen bereits operieren.”

Nochmals Paolo Dario: “Seit dem 1. Januar sind weltweit 220.000 Patienten mithilfe von Robotern operiert worden.”

Paolo Fiorini, Koordinator des I-SUR-Projekts an der Universität von Verona: “Roboter sind bereits echte chirurgische Instrumente. Wir müssen sie nun verbessern.”

An diesem Biorobotik-Institut wird ein bisher einmaliges robotisches Chirurgie-System entwickelt. Die beteiligten europäischen Forscher wollen damit den Chirurgen zusätzliche Hände geben, Hände im Bauch des Patienten.

Gianluigi Petroni, biomedizinischer Ingenieur am Institut für Biorobotik der SSSA: “Der Roboter gelangt durch den Bauchnabel in den Körper des Patienten. Wir führen zuerst eine kleine Kapsel ein. Durch diese Kapsel führen wir dann einen Roboterarm ein, und dann den zweiten. Der Roboter wird konfiguriert, wenn er im Körper ist, und dann kann ihn der Chirurg von außen steuern.”

Der Roboter sendet dreidimensionale Bilder nach draußen. So kann der Chirurg mit großer Genauigkeit arbeiten, auch in nicht gut zugänglichen Bereichen. Und er hinterlässt keine sichtbare Narbe.

Luca Morelli: “Operationen durch einen einzigen Zugang zum Körperinnern gibt es heute nur in wenigen Bereichen. Mit dieser Technologie könnte man den Anwendungsbereich erweitern und schwierigere Operationen durchführen – an Organen, die man derzeit über einen Einzelzugang nur schwer erreichen kann.”

Forscher wollen den Prototyp bald in echten Operationssälen zum Einsatz bringen. Dafür muss das Gerät miniaturisiert werden. Und das ist noch nicht alles.

Arianna Menciassi, Ingenieurin am Institut für Biorobotik der SSSA:

“Um den Roboter im industriellen Maßstab herzustellen, müssen wir zunächst überlegen, wie wir die Motoren sterilisieren. Und wir müssen einige mechanische Aspekte weiter erforschen, damit sie zuverlässiger und preisgünstiger werden.”

Gianluigi Petroni: “Um den Roboter zu miniaturisieren, brauchen wir kleinere Motoren, doch die sind schwächer. Der Roboter braucht aber eine gewisse Kraft, um sich im menschlichen Körper zu bewegen. Dieses Problem zu lösen ist eine riesige Aufgabe”.

Paolo Dario: “Ein Chirurgie-Robotersystem muss gewissen realistischen Anforderungen entsprechen. Es muss zuverlässig sein. Der Preis muss angemessen sein. Und die Technologie muss richtig gewartet werden, damit der Patient Vertrauen hat, bevor er sich operieren lässt.”

Im Hinblick auf Roboter im Operationssaal sind europäische Forscher sehr zuversichtlich. Sie hätten gern Roboter, die einen großen Teil der Operation selbständig durchführen.

In diesem Institut in Verona ist es das Ziel von Wissenschaftlern, intelligente Roboter zu entwickeln, die gewisse Prozeduren wie Schneiden und Nähen eigenständig durchführen.

Dieser Roboterarm soll allein in ein anatomisches Modell eindringen und nach einem Nierentumor suchen. Die Forscher haben Mechanik und Software des Roboters entsprechend entwickelt.

Riccardo Muradore, Ingenieur an der Universität von Padua: “Wir haben mit Chirurgen gesprochen, um ihre Operationstechniken kennenzulernen. Aber für einen Praktiker es ist nicht leicht, solche Prozeduren genau zu beschreiben – im Hinblick auf Kräfte, Geschwindigkeiten und Richtungen. Wir haben deshalb zusätzlich Computer-Simulatoren entwickelt, um die entsprechenden Daten zu erhalten.”

Der Simulator hat Forschern geholfen, realistische Daten zu erhalten, damit der Roboter unterschiedliche Operations-Szenarien kennenlernt und eigenständiger vorgeht.

Monica Verga entwickelt biomedizinische Apparate am Krankenhaus San Raffaele: “Diese Simulation hat uns geholfen, die Erfordernisse eines bestimmten Eingriffs zu definieren, und auch einige anatomischen Merkmale eines Nierentumors sowie die normalen Abstände zwischen menschlichen Organen. Wir wollten auch wissen, mit welchen Komplikationen ein Chirurg bei Operationen dieser Art rechnen muss, und wie er darauf reagiert.”

Forscher gehen davon aus, dass es im Operationssaal auch künftig noch Chirurgen geben wird. Sie sehen Roboter als nützliche Werkzeuge, um Präzision und Effizienz bestehender Techniken zu steigern.

Paolo Fiorini: “Ein Chirurg, also ein Mensch, erreicht nicht immer die Präzision, die mit chirurgischen Werkzeugen und Sensoren möglich ist. Ein Roboter könnte eines Tages einige chirurgische Aufgaben ausführen und zugleich genaue Daten zum OP-Vorgang einholen, womit er ergänzen würde, was der Chirurg mit seinen eigenen Augen sieht und seinen Händen fühlt.”

Aber wie weit kann diese Entwicklung gehen, wie eigenständig wird ein Chirurgie-Roboter in der Zukunft arbeiten? Dazu sagt der Chirurg Umberto Tedeschi von der Universitätsklinik in Verona:

“Wir haben gesehen, dass ein Roboter in der Tiefe eines Organs eine Gewebeprobe entnimmt. In der Zukunft könnten Roboter mehr tun, etwa einen Tumor entfernen – oder auch ein Medikament oder eine andere Substanz an die Stelle bringen, um das pathologische Substrat auf diese Weise zu zerstören.”

Dies ist keine Science Fiction mehr, darin sind sich die Forscher einig. Und deshalb müsse die Entwicklung der robotischen Chirurgie genau überwacht werden, sagen sie.

Paolo Fiorini: “Die robotischen Operationswerkzeuge der Zukunft werden zu immer kleineren Schnitten führen. Und die Roboter werden immer intelligenter werden.”

Umberto Tedeschi: “Ein Roboter ist kein Ersatz für einen Chirurgen. Der Chirurg muss den Roboter weiterhin unter Kontrolle haben.”

Paolo Dario: “Chirurgische Roboter der Zukunft werden immer kleinere Zugänge benötigen oder sogar natürliche Körperöffnungen als Zugang benutzen.”

Arianna Menciassi: “Die Roboter-Chirurgie der Zukunft wird fast so aussehen wie die “phantastische Reise” im gleichnamigen Roman von Issac Asimov. Manche Wissenschaftler arbeiten schon an einem magnetischen Leitsystem für winzige Roboter-Kapseln in menschlichen Blutgefäßen. Diese Roboter könnten entlegendste Regionen unseres Gefäßsystems erreichen und bestimmte Therapien anwenden. Es geht dabei nicht um Therapien mit Skalpell oder Pinzette. Wenn zum Beispiel nur einige wenige Zellverbände pathologisch verändert sind, könnte die Therapie in elektrischen Strömen bestehen, in Magnetfeldern oder ähnlichem.”

Weitreichende Ambitionen haben die Forscher auf diesem Gebiet, dessen Anfänge erst rund 25 Jahre zurückliegen.

http://www.araknes.org

http://www.isur.eu