Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein zielsicherer Schädelbohrer

17.12.2001


Roboter unterstützt Chirurgen bei der Verankerung von künstlichen Ohren

Das Wissen und das Geschick eines erfahrenen Chirurgen ist durch nichts zu ersetzen. Doch da der menschlichen Präzision Grenzen gesetzt sind, kann auch der Erfahrenste hier und da noch technische Unterstützung von Kollege Roboter gebrauchen - zum Beispiel wenn es darum geht, präzise Löcher in den Schädel zu bohren, um künstliche Ohren zu verankern.

Der weltweit erste Roboter für das Bohren am Kopf - SurgiScope 2000 - wurde in einer Kooperation zwischen TU-Professor Günter Hommel sowie Professor Tim Christian Lueth und Chirurg Professor Jürgen Bier von der Charité der HU Berlin entwickelt. Dr. Andreas Hein hat dafür im Rahmen des Graduiertenkollegs 331 "Temperaturabhängige Effekte in Therapie und Diagnostik" die Robotersteuerung implementiert.

Bisher war es sehr aufwändig, durch Missbildung oder Unfall verunstaltete Ohren durch künstliche zu ersetzen: Der Chirurg entfernte zunächst das betroffene Ohr, bohrte zwei Löcher in den Schädelknochen und setzte dort Magnetstifte ein. Diese mussten dann mit dem Knochen verwachsen. In einer zweiten Operation legte der Arzt die Implantate frei und nach dem ermittelten Abstand der Stifte im Kopf wurde dann die Ohr-Epithese mit den magnetischen Gegenstücken angefertigt. "Bei diesem Verfahren musste der Patient also zwei Operationen über sich ergehen lassen und außerdem noch mehrere Monate ohne Ohr leben", erläutert Andreas Hein. Mit den roboterunterstützten Methoden geht der Patient nach der ersten Operation gleich mit seinem neuen Ohr nach Hause. Dies wird durch die hoch präzise Bohrung möglich: Im Computertomographen werden im Knochen hinter dem Ohr besonders dichte Stellen identifiziert, in denen die Implantate sicher sitzen und nicht erst festwachsen müssen. Da nun auch der Abstand der Stifte exakt feststeht, kann die Epithese bereits jetzt in Auftrag gegeben werden. Während der Operation identifiziert der Roboter die vorher festgelegten Stellen für die Bohrung millimetergenau. Das "Auge" des Roboters ist dabei ein Navigationssystem. LEDs am Kiefer des Patienten und am Bohrer informieren den Roboter ständig über seine Position zum Kopf des Patienten. Bei dem im Roboter erstmals umgesetzten interaktiven Konzept der Werkzeugführung führt der Operateur zwar den Bohrer in der Hand, ein Steuerprogramm verhindert jedoch, das sich das Werkzeug außerhalb der festgelegten Bahnen bewegt und die Bohrung an der falschen Stelle angesetzt wird. Beim Bohren selbst ist wieder allein das Fingerspitzengefühl des Chirurgen gefragt. "Wichtig ist, dass der Roboter so wenig wie möglich auffällt und den gewohnten Ablauf der Operation verändert", erklärt Andreas Hein.

Basis für den Bohr-Roboter war ein Roboter der Firma Jojumarie, dessen Aufgabe es bisher war, ein Mikroskop zu halten. Für dieses System wurden Instrumentenhalterungen und -führungen für invasive Anwendungen konstruiert und erprobt. Außerdem wurde die Software zur Planung und Ausführung mittels Roboter implementiert.

Erstmals kam "SurgiScope 2000" im März 2000 zum Einsatz und hat sich inzwischen bereits bei dreizehn Operationen bewährt.

Mit "SurgiScope 2000" können Ärzte noch mehr tun als Löcher in Knochen bohren. Mit einigen Modifikationen kann der Roboter auch in der Hyperthermiebehandlung von Tumoren eingesetzt werden. Hier kommt es darauf an, den Katheder mit der Wärme- oder Strahlenquelle möglichst exakt im von außen nicht sichtbaren Tumor zu platzieren, um alle Krebszellen abzutöten und gleichzeitig gesundes Gewebe zu schonen. Diese Anwendung des Roboters befindet sich allerdings noch im Entwicklungsstadium.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern Prof. Günter Hommel vom Institut für Technische Informatik der TU Berlin, Tel.: 030/314-73110, Fax: 030/30 314-21116, E-Mail: hommel@cs.tu-berlin.de.

Ramona Ehret | idw

Weitere Berichte zu: Roboter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Therapieansätze bei RET-Fusion - Zwei neue Inhibitoren gegen Treibermutation
26.06.2017 | Uniklinik Köln

nachricht Bei Notfällen wie Herzinfarkt und Schlaganfall immer den Notruf 112 wählen: Jede Minute zählt!
22.06.2017 | Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie