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Die Industrie als Vorbild: Von der Smart Factory in das Krankenhaus der Zukunft

Rund 6500 Aussteller und mehr als 220.000 Fachbesucher erwartet die Hannover Messe 2018. In diesem Jahr rückt auch die Medizintechnik zunehmend in den Fokus der Aussteller. Denn Digitalisierung und Vernetzung sind auch hier die bestimmenden Trends.

Mirosurge Medizinroboter: Nachteile der MTC-Chirurgie überwinden Bildquelle: © DLR

Mirosurge Medizinroboter: Nachteile der MTC-Chirurgie überwinden

Das Leitthema der Hannover Messe 2018 (23. – 27. April) lautet »Integrated Industry – Connect & Collaborate«. Damit will der Veranstalter das Zusammenspiel von Automatisierungs- und Energietechnik, Intralogistik, IT-Plattformen und künstlicher Intelligenz verdeutlichen. Mensch, Maschinen und IT sind jedoch nicht nur die Grundpfeiler der Fabrik der Zukunft. Die großen Themen der Industrie zeichnen sich auch in der Medizin ab – und zwar in allen Disziplinen sowie Abläufe im  ambulanten und klinischen Bereich. Das betrifft Arzt und Patient gleichermaßen.  Experten sind sich sicher: Die medizinische Versorgung und der Arztberuf werden sich durch Apps, Big Data, Virtual Reality und Roboter verändern.

Allein in Deutschland kommen laut International Federation of Robotics (IFR) auf 10.000 Beschäftigte bereits 290 multifunktionelle Roboter – Tendenz steigend. Nach Schätzungen der IFR werden bis 2019 etwa 1,4 Millionen Industrieroboter weltweit zusätzlich eingesetzt werden. Der Großteil werden sogenannte Cobots sein. Diese sollen den Menschen jedoch nicht ersetzen, sondern zu seinem Kollegen werden.  Sie kommen immer dann zum Einsatz, wenn eine Aufgabe für den Menschen zu schmutzig, gefährlich oder filigran ist. Was nach einem reinen Industriekonzept klingt, ist in Wirklichkeit auch für andere Branchen von Nutzen, beispielsweise in der Chirurgie. In Hannover können das die Besucher unter anderem am Stand von Sensitec sehen (Halle 9, Stand H22).

Dr. Cobot: Chirurg mit 3 Armen 

Bei der konventionellen minimal invasiven Chirurgie (MIC) wird durch kleine Einschnitte in der Haut des Patienten operiert, um möglichst wenig gesundes Gewebe zu schädigen. Der Chirurg verwendet lange, schlanke Instrumente und ist vom eigentlichen Operationsgebiet räumlich getrennt. Diese Anordnung stellt auf Grund der verlorengegangenen Hand-Auge-Koordination und des fehlenden direkten manuellen Kontakts eine Herausforderung an die Fähigkeiten des Operateurs dar. Aus diesem Grund können viele komplexere Eingriffe bisher noch nicht minimal invasiv durchgeführt werden.

Um die Nachteile der konventionellen MIC zu überwinden, spielen Telepräsens- und Telemanipulationstechniken eine entscheidende Rolle. Bei der minimal invasiven robotischen Chirurgie (MIRC) bewegt der Chirurg die Instrumente nicht mehr direkt. Stattdessen halten spezialisierte Roboterarme die Instrumente und werden durch den Chirurgen von einer Eingabekonsole aus ferngesteuert, wie zum Beispiel beim Mirosurge System des Deutschen Zentrums für Luft- & Raumfahrt (DLR). Der verwendete Encoder-Bausatz von Sensitec besteht aus Sensorelektronik mit zwei AMR-Sensoren und einem Polring, der in allen sieben Roboter-Gelenken eingesetzt wird (Bild oben). Der Polring wird direkt an der Motorwelle im Gelenk fixiert. Dieser Bausatz erfüllt ein hohes Maß an funktioneller Sicherheit (SIL-3) und ermöglicht eine hochgenaue Positionierung des Armes. Um die Effekte von Exzentrizität der Motorwelle auszugleichen sowie aus Redundanzgründen werden zwei Sensoren eingesetzt.