Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Robotergestützte Werkzeuge für Hüft- und Knieoperationen

13.06.2001


Abb.: Roboter zur Ausrichtung des Werkzeuges


Am Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) der Universität Siegen beschäftigt sich eine Arbeitsgruppe im Bereich Medizintechnik mit der Entwicklung von Robotersystemen, die zur Unterstützung bei chirurgischen Eingriffen an Hüfte, Knie und Wirbelsäule eingesetzt werden sollen. Das Ziel der Arbeiten, die von Dr.-Ing. Jürgen Wahrburg vom Institut für Regelungs- und Steuerungstechnik geleitet und in Zusammenarbeit mit Medizinern durchgeführt werden, liegt in der Entwicklung neuer Operationstechniken, die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit beim Einsetzen von Prothesen und Verschraubungen wesentlich verbessern.

Die neuen Verfahren sollen zunächst beim Einsetzen von Hüftendoprothesen erprobt werden. Allein in der Bundesrepublik werden jährlich etwa 120.000 künstliche Hüftgelenke implantiert, die aus zwei Komponenten bestehen: Einer Schaftprothese zum Einsatz in den Oberschenkel und einer Pfannenprothese zum Einsatz in das Becken. Die Präparation der Knochen, das heißt das Aufraspeln und Ausfräsen eines Knochenbettes zur Aufnahme der Implantate, sowie das Einsetzen der Implantate wird derzeit noch in den weitaus meisten Fällen in reiner Handarbeit vom Chirurgen durchgeführt. Er steht dabei vor der Schwierigkeit, die Werkzeuge sehr genau führen zu müssen, um die Prothesen in einer optimalen Lage einzusetzen, welche das Risiko von Komplikationen und vorzeitigen Lockerungen minimiert.

Das an der Universität Siegen entwickelte Robotersystem soll den Chirurgen bei dieser Arbeit unterstützen. Der Roboter positioniert die chirurgischen Instrumente während der Operation mit einer Genauigkeit von Zehntelmillimetern genau dort, wo es der Chirurg vor der Operation anhand eines Röntgenbildes oder einer Computertomographie geplant hat. Dazu wird ein Sensorsystem eingesetzt, das die Position der vom Roboter geführten Instrumente sowie die Lage des Patienten auf dem Operationstisch erfasst. Die Instrumente können vom Chirurgen auf einer Führungsschiene bewegt werden, die unbeabsichtigtes Abrutschen verhindert und sicherstellt, dass die geplante Position exakt erreicht wird. Der Arzt wird also nicht ersetzt, sondern arbeitet interaktiv mit einem intelligenten System, bei dem er zum Beispiel weiterhin das Gefühl dafür behält, welchen Druck er mit dem Instrument auf den Knochen ausübt. Die besondere Stärke des Siegener Systems gegenüber ähnlichen Roboterentwicklungen liegt darin, dass mögliche Bewegungen des Patienten auf dem Operationstisch erfasst und automatisch in eine entsprechende Korrektur der Roboterposition umgerechnet werden. Die Operation muss nicht unterbrochen werden.

Zur Zeit wird das Robotersystem in enger Kooperation mit Ärzten von der Orthopädischen Universitätsklinik Frankfurt im Labor erprobt. Gefördert durch den TTH-Ring wird parallel dazu in Zusammenarbeit mit Unternehmen aus dem Handwerksbereich an der Verbesserung der chirurgischen Werkzeuge gearbeitet. Es ist vorgesehen, noch in diesem Jahr eine erste klinische Erprobung durchzuführen.

Ullrich-Eberhardt Georgi | idw

Weitere Berichte zu: Chirurg Knochen Robotersystem Werkzeug

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Fraunhofer-Forscher entwickeln Messanlage für ZF-Werk in Saarbrücken
21.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP

nachricht Startschuss für EU-Projekt: Charakterisierung der Schweißraupe für adaptives Laserauftragschweißen
15.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie