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Einfachere Roboter auf dem Weg in den OP

Fertigung
Einfachere Roboter auf dem Weg in den OP

Drei Roboterarme gehören zu dem Unterstützungssystem für den OP, das im spanischen Projekt Broca entwickelt wird. Während ein Arm über ein Endoskop eine 3D-Ansicht des Operationsfeldes liefert, steuert der Chirurg mittels Joystick-Konsole die zwei zusätzlichen Roboterarme mit dem Operationsbesteck Bild: Universal Robots
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Assistenzsystem | Im spanischen Broca-Projekt soll mit Hilfe moderner Roboter ein Assistenzsystem für die Chirurgie entstehen. Damit flexibler und günstiger zu sein als bisherige Systeme, ist das erklärte Ziel der Entwickler.

Helmut Schmid Universal Robots, Odense/Dänemark

Wenn der Patient von einem Roboter operiert werden soll, geht ihm vorher sicher so Manches durch den Kopf. Denn wer die eigene Gesundheit nicht allein in die Hände eines studierten Arztes gibt, sondern auch den Roboter in seine Nähe lässt, braucht Vertrauen in die Sicherheit dieser Maschine, ihre Flexibilität – falls ein anderer Eingriff nötig wird oder es zu Komplikationen kommt – und natürlich Vertrauen in ihre Präzision.
Zuverlässig und präzise arbeiten heute kollaborierende Roboter. Sie können viele Anforderungen erfüllen. Gedanklich werden sie aber immer noch eher in der Fertigungsindustrie verortet als in der Nähe des Krankenbetts. Doch das Bild vom Industrieroboter wandelt sich, und der Begriff des „Serviceroboters“ wird präsenter. Vor allem vielseitig einsetzbare Roboterarme, die einfach zu bedienen und zudem erschwinglich sind, können dem Menschen eine Stütze sein – in der Rettung, in der Altenpflege, oder aber in der Chirurgie: Im Projekt Broca zum Beispiel soll in Spanien ein Operationsroboter entwickelt werden. Verwendet werden dafür die kollaborierenden Roboterarme des dänischen Herstellers Universal Robots, Odense. Diese haben hier ihren bislang wohl bemerkenswertesten Einsatz in diesem Sektor – nicht nur neben, sondern auch unmittelbar am Menschen.
Der Operationsroboter Broca – dessen Name für Roboterarm für Operationen, Brazo Robotico para Operaciones Córdoba Andalucia, steht – wird vom Unternehmen Tecnalia seit 2012 zusammen mit der Reina-Sofia-Universitätsklinik Córdoba entwickelt. Er verfügt nicht nur über einen modularen Aufbau, eine intuitive Bedienung und universelle Einsatzmöglichkeiten. Das System ist im Vergleich zu anderen am Markt verfügbaren Lösungen vor allem eines: erschwinglich. Erklärtes Ziel der Entwickler ist es, die Roboterchirurgie mit Hilfe von Broca für Krankenhäuser weltweit einfacher zugänglich zu machen. Ein Vorsatz, der angesichts von Budgetkürzungen und gleichzeitigem Fachkräftemangel im Gesundheits- und Pflegesektor höchst relevant erscheint.
Seit Herbst 2015 wird der erste Prototyp des Systems im andalusischen Córdoba getestet, im Jahr 2018 soll er laut Tecnalia Marktreife erreichen. Der OP-Roboter besteht aus drei sechsachsigen Roboterarmen von Universal Robots, die je nach Operation individuell oder koordiniert gesteuert werden können. Über einen 3D-Bildschirm sieht der Chirurg das Operationsfeld – übertragen von einem Endoskop, das an einem der drei Arme angebracht ist. Die OP-Instrumente, die an den beiden seitlich angebrachten Armen installiert sind, werden über eine Joystick-Konsole gesteuert.
Roboterarme halten Instrumente und Endoskop
Das System soll künftig vorrangig in der laparoskopischen Chirurgie zum Einsatz kommen. Bei Schlüsselloch- oder minimal-invasiven Eingriffen erfolgt der operative Zugang durch 5 bis 10 mm kleine Löcher. Diese Methode erfordert den Einsatz von OP-Robotern. Mit ihrer Hilfe bringen die Ärzte eine Kamera beziehungsweise ein Endoskop und die Operationsinstrumente in das Operationsfeld. Der behandelnde Chirurg und sein gesamtes Team können die Operation über den Bildschirm überwachen und präzise steuern. Durch den Einsatz von Robotern wird sie besonders anatomiegerecht und mit geringen Blutverlusten ausgeführt.
Verschiedene Szenarien für die Anwendung sind denkbar
Laut Dr. Arantxa Renteria, die im Geschäftsbereich Health Division bei Tecnalia für das Broca-Projekt verantwortlich ist, sind vor allem der modulare Aufbau des Systems und die flexiblen Einsatzmöglichkeiten der UR-Roboterarme von Vorteil. „Broca vereint die im medizinischen Bereich wichtige Präzision mit Vielseitigkeit in einem kompakten System.“ Die UR-Roboter und die Software bilden ein offenes System, das mit vielen medizinischen Applikationen zahlreicher Anbieter kompatibel ist. So kann Broca um zusätzliche Funktionalitäten erweitert werden, die den Chirurgen bei ihrer Arbeit helfen. So sind auch Varianten mit nur einem Roboterarm mit Endoskop-Anwendung möglich. In diesem Szenario wird dann weiterhin von Hand operiert. Eine zweiarmige Lösung mit Operationsinstrumenten ist ebenso möglich, wobei dann ein Arzt, Assistent oder eine Krankenschwester das Endoskop manuell führt.
Auch wenn sich der endgültige Marktpreis des Systems erst dann genau festlegen lassen wird, wenn alle Zertifizierungen für den Einsatz in der Humanmedizin abgeschlossen sind, ist heute bereits eines aus Sicht der Entwickler sicher: Die Kosten für Anschaffung, Betrieb und insbesondere die Wartung des spanischen Systems werden deutlich unter den Preisen anderer derzeit am Markt verfügbarer Produkte liegen. „Besonders im öffentlichen Sektor ist die Roboterchirurgie für viele Krankenhäuser aus Kostengründen nach wie vor unerreichbar“, sagt Dr. Renteria. Durch das Broca-Projekt soll Ärzten weltweit ein erschwinglicher, unterstützender Roboter zur Seite gestellt werden, der bei Operationen hilft, die manuell schlecht oder gar nicht durchgeführt werden können. Die EU und auch das spanische Wirtschaftsministerium unterstützen das Projekt mit Fördermitteln in Höhe von insgesamt 3,2 Mio. Euro.
Chirurgen der Reina-Sofia-Universitätsklinik in Córdoba hat Tecnalia in die Entwicklung eingebunden. Noch im Jahr 2017 soll es eine ergänzte Version des Prototyps geben, die den Anforderungen der Anwender und den EU-Anforderungen an medizinische Gerätschaften noch besser entsprechen soll. ■


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