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 Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie