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 Wie bioökonomisch optimierte Ressourcen- und Energiekreisläufe bei der Produktion nachhaltiger Lebensmittel helfen
14.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Von der Natur für die Creme-Dose: neues Verfahren aus dem LIKAT auf der Basis von Zuckerrohr
31.01.2020 | Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics