Sie sind hier: HomeRubrikenEmbedded Systeme

News, Produkte, Fachartikel zur KFZ-Elektronik: Motorsteuerungen, Infotainment, Telematik, Fahrwerkselektronik.

Anwenderbericht Kuka: Carlo will die Chirurgie revolutionieren

Die AOT AG aus Basel hat ein neues Verfahren zur Knochenchirurgie entwickelt: die kalte robotergeführte Laser-Ablation. Zur präzisen Durchführung braucht es einen Roboter, der für den Einsatz in der Medizin zugelassen ist. Der LBR Med von Kuka erfüllt alle Anforderungen.

Ein weiterer Anwendungsbereich des LBR Med ist die Ultraschall-Untersuchung. Bildquelle: © Kuka

Ein weiterer Anwendungsbereich des LBR Med ist die Ultraschall-Untersuchung.

Das Leben schreibt die besten Geschichten, heißt es – und bringt manchmal auch die besten Innovationen hervor. Die Tochter des Laserwissenschaftlers Dr. Alfredo E. Bruno stand vor einer komplexen kieferchirurgischen Behandlung mit der Durchtrennung der Knochen. Der Vater, selbst Sohn eines Mediziners, informierte sich intensiv über die OP-Methoden und stieß dabei auf Prof. Dr. Dr. Hans-Florian Zeilhofer, Leiter der Abteilung Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Universitätsspitals Basel und des Kantonsspitals Aarau.

In persönlichen Gesprächen wurde auch die Frage erörtert, warum derartige Eingriffe immer noch mit mechanischen Werkzeugen durchgeführt werden, wenn die Kombination von Lasern und Robotern eine unvergleichbar höhere Präzision ermöglicht. Prof. Zeilhofer sagte, dass er seit Jahrzehnten genau daran arbeite, aber die richtigen Laser fehlten, Dr. Bruno wiederum erwähnte, dass er an einer speziellen Technologie arbeite. Das war 2010: die Geburtsstunde der Advanced Osteotomy Tools AG, kurz AOT. Das gemeinsame Kind bekam den Namen »Carlo«, ein Akronym für Cold Ablation, Robot-guided Laser Ostetome. „Unser Ziel war es, die Ergebnisse der Knochenchirurgie radikal zu verbessern, indem mechanische Schneideinstrumente durch berührungslose kalte Laser-Photoablation und Medizinroboter ersetzt werden“,  Bruno, heute CSO und Verwaltungsratsmitglied bei AOT.

Für Zeilhofer stellt das System die Zukunft der Chirurgie dar, weil er softwaregeführt  sehr präzise Schnitte mit einem beliebigem Muster durchführen kann. »Der Chirurg hat viel mehr Möglichkeiten als mit den bisherigen Verfahren. Es eröffnet sich eine neue Dimension, was einen Paradigmenwechsel in der Chirurgie bedeutet«, so das AOT- Verwaltungsratsmitglied. Vorher gab es keine Lösung, um das Knochengewebe im Bereich von Laser-Schnittflächen intakt und vital zu erhalten. Carlo vereint nun die kalte Lasertechnik mit einem für die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine konstruierten kleinen und leichten, taktilen Roboter. Ergänzt wird das System durch eine komplexe 3D Planungs-, Navigations- und Kontrollsoft- und Hardware. Es fügt sich nahtlos in den Operationssaal ein, arbeitet autonom, lässt dem Chirurgen aber jederzeit die volle Kontrolle über den Eingriff. »Neben der hohen Präzision ermöglicht Carlo frei definierte, gebogene und funktionelle Schnittkonfigurationen, die mit konventionellen Instrumenten nicht möglich sind«, so Zeilhofer weiter.

Präzision dank Roboter

Um diese Präzision zu erreichen, bedarf es neben dem Laser und dem Navigationssystem eines Roboters, der die einprogrammierten Schnitte millimetergenau ausführt. Und es muss ein spezieller Roboter für die Medizin sein, da Industrieroboter für den Einsatz in der Medizin nicht zugelassen sind. »Der Roboter sollte leicht sein, aber mehrere Kilogramm tragen können, um den Ablationslaser einschließlich ausgeklügelter Optiken, Sichtkameras und Scanner aufnehmen zu können. Außerdem war eine hohe Sensitivität gefordert«, sagt Bruno.

So führte der Weg von AOT zum LBR Med von Kuka. »Er erfüllt alle unsere Anforderungen und ist momentan das beste Tool, das es auf dem Markt gibt«, sagt der CSO. Und da er bereits für die Integration in ein Medizinprodukt zertifiziert ist, erspare er dem Unternehmen Zeit bei der Zulassung.

Wie arbeitet Carlo nun? Der Chirurg führt auf Basis von Daten einer CT-Untersuchung die präoperative Planung durch und »füttert“« Carlos Navigationssystem damit. Eine App führt den Chirurgen und das technische Personal Schritt für Schritt durch die Initialisierung. Der Roboter führt den Eingriff dann selbstständig durch. Läuft etwas nicht wie geplant, muss der Arzt den Roboter nur leicht berühren, und das System hält sofort an. »Der LBR Med verfügt über eine ganze Reihe feinster Sensoren. Das geht schneller, als einen Assistenten zu stoppen«, sagt Zeilhofer. Dann geht der Roboter in eine Warteposition und setzt, sobald das Okay erfolgt, die Intervention genau an dieser Position fort.

Noch ist das allerdings Zukunftsmusik, da weiterhin die Zertifizierung zum Medizinpro-dukt läuft. »Da Carlo das erste System seiner Art ist, stellen die Aufsichtsbehörden sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit«, erläutert Bruno.