Moderne Miniaturrobotiklösungen, die präzise und kostengünstige bildgeführte medizinische Eingriffe ermöglichen, entwickelt die Interventional Systems Isys Medzintechnik GmbH aus Kitzbühel. Mit dem Micromate haben die Österreicher eine medizinische Roboterplattform auf den Markt gebracht, die viele minimal-invasive Operationen durch die Haut ermöglicht – so genannte perkutane Eingriffe. Das können Biopsien sein, aber auch das Entfernen von Tumoren oder präzise chirurgische Prozesse.
Die Roboterplattform lässt sich in weniger als fünf Minuten an jeder Art von Patiententisch montieren. Das System passt sogar in den Ringtunnel eines Computertomografen. Damit ist Micromate für Radiologen und Onkologen eine einfach zu handhabende, kostengünstige Miniatur-Roboterplattform für mikrochirurgische Eingriffe.
Joystick als Bestandteil der Roboterplattform für die Medizintechnik
Zum Micromate gehört ein Joystick. Damit lässt sich das OP-Instrument in Sekundenschnelle submillimetergenau auf die geplante Behandlungsebene ausrichten. Das Modul nutzt Navigation und Live-Bildgebung und wird in der Ausrichtungsphase eingesetzt: Der Patient liegt schon auf dem Tisch, das Micromate-System ist daran befestigt und hat beim Setup die Bildgebungsdaten aus verschiedenen Quellen geladen und in demselben Koordinatensystem ausgerichtet. Das alles dauert weniger als 5 min. Prä- und interoperative Scans und eine intuitive Software helfen, die OP genau zu planen.
Mikrochirurgie: Was OP-Roboter und robotisches Mikroskop leisten
Wenn der eigentliche Eingriff mit dem Einführen des Instruments in den Körper des Patienten beginnt, stehen dem Arzt Live-Bilder zur Verfügung, um das Instrument sicher vorzuschieben. Dabei erhält der Mediziner ein haptisches Feedback. Treten seitliche Abweichungen nach dem Einsetzen des Instruments auf, signalisiert das Micromate-System diese und ermöglicht so eine Korrektur.
Damit der Mediziner die Miniaturrobotiklösung im OP gut nutzen kann, musste Interventional Systems ein Eingabesystem schaffen, das eine genauere Positionierung der OP-Nadel ermöglicht als die konventionelle Freihand-Zielführung. Beim Joystick, mit dem die Nadel im Mittelpunkt ausgerichtet wird, entschied sich das Unternehmen für das Spacemouse-Modul der Megatron Elektronik GmbH & Co. KG aus Putzbrunn. Laut Pedro Costa, Chief Product Officer bei Interventional Systems, spielte die Benutzerfreundlichkeit eine entscheidende Rolle. „Die Tatsache, dass die Spacemouse so viele Funktionen in einem einzigen Produkt vereint, ermöglicht es uns, die Anzahl der Tasten zu reduzieren“, sagt Costa. Die Interaktionsmöglichkeiten werden dabei aber nicht beeinträchtigt.
Mit ESD-festen Mini-Joysticks hochpräzise Augenlaser positionieren
Fernsteuerung über den Joystick in der Bedienkonsole
Bei der mechanischen Steuerung lässt sich die Spacemouse auf zwei Arten nutzen. Im Falle des Micromate ist sie zum Beispiel zentral auf der Bedienkonsole positioniert, sodass der Arzt einfach den Knauf des Joysticks greifen und damit den Winkel der OP-Nadel per Fernsteuerung ändern kann. Dies ist ein klassischer Anwendungsfall der Fernsteuerung.
Daneben kann das Spacemouse-Modul mit sechs Freiheitsgraden auch genutzt werden, um ein Gerät direkt zu steuern. Dazu wird der Joystick am zu bewegenden Teil des Roboters angebracht. Die Applikationssoftware sorgt hier dafür, dass das Koordinatensystem des Joysticks mit dem des Roboters gekoppelt ist – und es wirkt, als wäre er der verlängerte Arm des Menschen.
Das Spacemouse-Modul lässt sich auch mit multifunktionaler Software verwenden, um verschiedene Funktionen auszulösen. So ist es zum Beispiel möglich, eine Eingabe durch kurzes Drücken des Knaufs zu quittieren.
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Das Spacemouse-Modul verfügt über sechs Freiheitsgrade und ist mit moderner Sensorik ausgestattet(Bild: Megatron Elektronik)
Spacemouse-Modul: Patentierte Technologie aus der Raumfahrt
Wie zahlreiche andere innovative Produkte hat das Spacemouse-Modul seinen Ursprung in der Raumfahrt: Kernstück des 3D-Joysticks ist ein patentierter, optoelektronischer Sensor, der kontaktlos und somit verschleißfrei arbeitet. In einer früheren Version war er bereits im Einsatz, um Roboterarme im Weltall zu steuern. Der Sensor erfährt im Betrieb keinen Abrieb, sodass sich das Sensorsignal über die gesamte Nutzungsdauer des Joysticks nicht verändert.
Der Sensor detektiert die feinsten Eingaben in allen drei Dimensionen – sowohl Verschiebungen als auch Drehungen. Er bietet alle sechs Freiheitsgrade, um Objekte im dreidimensionalen Raum frei zu positionieren.
Weil er bei der Interpretation der Eingabesignale flexibel ist, lässt sich der Joystick auch für bildgebende Verfahren in der Medizintechnik oder professionelle Kameras einsetzen sowie zum Programmieren von Bewegungsabläufen bei Robotern, das so genannte Teachen.
Das Spacemouse-Modul wird wahlweise mit serieller, USB- oder CANopen-Schnittstelle geliefert. Die Montage des 3D-Joysticks ist dank Schraubflansch und geringer Einbautiefe von 15 mm unter Panel einfach, kostengünstig und platzsparend.
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