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 Mitarbeiter der Hochschule Ulm entwickeln neue Methode zur Desinfektion von Kontaktlinsen
17.07.2017 | Hochschule Ulm

nachricht Form aus dem Vakuum: Tiefziehen von Dünnglas eröffnet neue Anwendungsfelder
07.07.2017 | 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: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie