Medtec 2013: Instrumentengriff mit integrierter Elektronik erleichtert Operationen

Wie weit habe ich die Schraube bereits in den Knochen gedreht? Habe ich zu viel Kraft aufgewandt? Ist die maximale Kraft erreicht? Solche und ähnliche Fragen stellen sich Chirurgen beim Operieren. Bislang müssen sie sich auf ihr Fingerspitzengefühl und ihre Erfahrung verlassen. Künftig soll ein vulkanisierter Instrumentenhandgriff, an den sich chirurgische Werkzeuge wie Schraubenzieher und Spreizer anschrauben lassen, das präzise Operieren vereinfachen.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart haben das Gerät in Zusammenarbeit mit der Firma Weber Instrumente GmbH entwickelt. Durch die Integration von elektronischen Komponenten erhält der Operateur während des Eingriffs Feedback, ob er das Instrument noch weiter einführen kann. Zieht er beispielsweise eine Schraube an, messen Sensoren die aufgewendete Kraft. Ist der optimale Drehmoment erreicht, melden LEDs dies durch ein optisches Signal. Dieses ist durch die transparenten Silikonbereiche des Griffs sichtbar. »Vor allem junge, unroutinierte Chirurgen mit wenig Operationspraxis profitieren von dieser Technik«, sagt Christof Giers, Wissenschaftler am IPA.

Die erforderliche Energie wird über ein induktives Ladeverfahren beziehungsweise ein Spulensystem zugeführt und gespeichert. »Eine Spule befindet sich im Handgriff, die andere in einem Tischchen. Der Operateur muss den Griff lediglich auf den Tisch legen und schon wird der Akku aufgeladen«, erläutert Giers.

Die komplette Elektronik inklusive Sensoren, Auswertung und LEDs ist im Griff vergossen. Dadurch existiert kein Spalt, in den sich Keime festsetzen können. Eine weitere Besonderheit: Der Instrumentengriff lässt sich bei 134 Grad Celsius sterilisieren. Da die Elektronik beim Sterilisationsprozess ausgeschaltet ist, übersteht sie die hohen Temperaturen unbeschadet. »Bislang gibt es keine Elektronik in chirurgischen Instrumenten, sie wird durch die Hitze funktionsunfähig«, erklärt Giers.

Die Forscher wollen den rund neun Zentimeter langen Griff zudem um eine Funkschnittstelle erweitern, so dass die Sensordaten an einen PC übertragen und so der Operationsverlauf dokumentiert werden kann. Ein erster Prototyp wird vom 26. bis 28. Februar auf der Messe Medtec in Stuttgart am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 3, Stand B04 präsentiert.