Roboterchirurgie - digitale Technologie, die Leben rettet

Die Anforderungen der modernen Gesellschaft und die aktuellen Bedrohungen durch Pandemien erfordern grundlegend neue Behandlungstechnologien. Der Einsatz von Robotern in der Medizin - die Roboterchirurgie - ist die Richtung, die eine solche Technologie bietet. Die Roboterchirurgie als neuer Trend in der Chirurgie, der sich als medizinisch hochwirksam erwiesen hat, wird weltweit aktiv entwickelt und in Kliniken eingeführt. In vielen Ländern gibt es staatliche Programme, die die Einführung der Roboterchirurgie fördern, es werden spezielle Institute und Entwicklungszentren gegründet und internationale Kooperationen aufgebaut. Obwohl die Einführung dieser Technologie in der Medizin langsamer verläuft als in anderen Bereichen, können die Auswirkungen enorm sein: Die Robotik in der Therapie kann dazu beitragen, menschliche Fehler zu reduzieren, die Genesungszeiten zu verkürzen und die Krankenhausaufenthalte zu reduzieren, was letztendlich die Lebensqualität der Patienten verbessert..

Roboterchirurgie: Grundzüge, wichtige Fortschritte und Vorteile

Roboterchirurgie - die nächste Stufe der Operationen auf der Grundlage neuer Prinzipien der Ferninteraktion zwischen Chirurg und Patient und neuer robotergestützter chirurgischer Technologien.

Technologische Fortschritte in der Roboterchirurgie in den letzten Jahren:

• Durchführen von Operationen in einiger Entfernung vom Operationstisch durch einen Chirurgen, der in einer bequemen Haltung sitzt, die es ihm ermöglicht, weniger müde und folglich konzentrierter und aufmerksamer zu sein,
• Überwindung der Barriere, die durch die physiologischen Fähigkeiten der Hände des Chirurgen verursacht wird: Roboterchirurgie kann Zittern beseitigen und die Genauigkeit der Hand verbessern,
• Die 3B-Kamera ermöglicht es dem Chirurgen, ein möglichst kleines Operationsfeld zu isolieren und zu betrachten, wodurch die Möglichkeit der praktischen Arbeit mit kleinen Organen, Gefäßen, Nervenenden usw. eröffnet wird. Die Roboterchirurgie wurde von der globalen chirurgischen Gemeinschaft akzeptiert und entwickelt sich aktiv weiter. Zusätzlich zu diesen Fortschritten bietet die Einführung der Roboterchirurgie erhebliche Vorteile auf allen Ebenen der chirurgischen Versorgung. Für den Patienten:
• Minimale Verletzung von Organen und Haut während der Operation
• Geringe Wahrscheinlichkeit von Komplikationen nach der Operation
• minimaler Blutverlust,
• Erhaltung von Nervenbündeln, großen Gefäßen, einzelnen Organen,
• Erhaltung lebenswichtiger Funktionen, was vorher nicht möglich war,
• minimaler Klinikaufenthalt und schnelle Genesung. Für den Chirurgen:
• Die Präzision beim Bedienen eines chirurgischen Instruments - bisher nicht verfügbar, bis hin zur Größe von Zellen
• die Verwendung von Mikroinstrumenten,
• einfacher Zugang zum Operationsfeld. Für die Klinik:
• Reduzierte postoperative Komplikationen
• Reduzierung der Verweildauer eines Patienten in der Klinik, Erhöhung des Bettenumsatzes
• Implementierung digitaler Technologien, Erhöhung des Ansehens und der Attraktivität der Klinik, Erhöhung des Patientenzustroms. Für den Staat:
• Entwicklung neuer digitaler Technologien im Gesundheitswesen, einschließlich künstlicher Intelligenz,
• Erhebliche Einsparungen und Optimierung der Bettennutzung,
• Implementierung der fortschrittlichsten und effizientesten Technologien für die Patientenversorgung.

Eiserne Chirurgen

Die meisten Roboterchirurgen sind keine Roboter im klassischen Sinne des Wortes. Sie sind nicht unabhängig und handeln nach Befehlen, indem sie menschliche Bewegungen wiederholen. Die chirurgische Robotik begann jedoch speziell mit programmierbaren Maschinen und änderte erst dann die Richtung.

Aus der Geschichte

1985 wurde zum ersten Mal ein Roboter eingesetzt, als ein 52-jähriger Mann in einem CT-Scanner manipuliert wurde, um seinen Schädel zu öffnen und eine Gewebeprobe zu entnehmen. Bei diesem Eingriff wurden die Chirurgen von einem PUMA 200-Arm unterstützt, der für den Einsatz an den Montagelinien von General Motors gebaut wurde. Die industrielle Komponente wurde benötigt, um das Führungsrohr, durch das die Nadel eingeführt wurde, genau zu positionieren und zu halten. Die Operation endete sicher, aber der Hersteller des Roboters verbot die Verwendung von PUMA in der Chirurgie. Der Grund dafür waren möglicherweise Reputations- und rechtliche Risiken.

ROBODOC

Schon im folgenden Jahr begannen der Tierarzt Howard "Hap" A. Paul und der Ingenieur William Bargar zusammen mit Spezialisten von IBM mit der Entwicklung eines Roboters für die Gelenkendoprothese. In der Vergangenheit wurden die Implantate mit Acrylzement eingesetzt. Dieses Material verschlechterte sich jedoch mit der Zeit, und die Patienten mussten erneut unters Messer. Mitte der 1980er Jahre kam eine Alternative auf: poröse Implantate. Der Knochen verwächst mit ihnen, und das neue Gelenk hält jahrzehntelang. Je länger, desto kleiner der Spalt und desto präziser das Einsetzen. Um Kerben in den Knochen für die Implantation zu machen, erfanden Paul und Bargar ROBODOC, nach Robocop. ROBODOC wurde zunächst an Hunden mit Hüftverletzungen und dann unter Aufsicht der Food and Drug Administration (FDA) an Menschen getestet. Strukturell ist der Robodoc ein SCARA-5-Achsen-Arm mit einem Schneidkopf, einem 6-Achsen-Drucksensor und einem am Ende der Halbinsel angebrachten Wasserversorgungssystem zur Kühlung und Staubentfernung. ROBODOC gelang es, einen hochpräzisen Schnitt von bis zu 0,5 mm zu erreichen. Dadurch schnitt der Roboter nur 0,54 % mehr Gewebe als nötig. Und das, obwohl die Chirurgen beim Einsetzen des Implantats manuell etwa 30 % mehr Knochen entfernten. Trotz der positiven Ergebnisse verzögerten sich die klinischen Versuche. 1994 wurde ROBODOC als erster chirurgischer Roboter auf dem EU-Markt zugelassen, doch wurde der Einsatz des Geräts aufgrund einer Reihe von Unfällen bald wieder eingestellt. Überarbeitungen und erneute Tests wurden erst im Jahr 2008 abgeschlossen. Erst dann erhielt ROBODOC schließlich die FDA-Zulassung. Er war das einzige programmierbare chirurgische System, das in den Vereinigten Staaten über einen längeren Zeitraum zugelassen war..

Militärische Chirurgen

Zum ersten Mal in den militärischen Bereich der medizinischen Robotik, genauer gesagt - das Konzept der Telechirurgie interessiert Ingenieure aus der US-Verteidigungsbehörde DARPA. Diese Idee schien sehr vielversprechend. Mit Hilfe eines ferngesteuerten Roboters könnten Chirurgen Verwundete unweit der Frontlinie operieren, ohne von den über ihre Köpfe hinweg schwirrenden Kugeln abgelenkt zu werden. Die DARPA finanzierte die Forschung im Bereich der Telechirurgie zehn Jahre lang, bis in die 1990er Jahre. Es stellte sich heraus, dass bei Signalverzögerungen von mehr als 200-300 ms die Chirurgie schwierig wird, und bei 700 ms können nur sehr wenige Chirurgen ihre Aufgaben erfüllen. Dann beschloss das Militär, dass es die erforderliche Kommunikationsgeschwindigkeit nicht aufbringen konnte, und stellte das Programm ein. Einer der Anhänger der DARPA war Yulun Wang, ein Doktorand der University of California, Santa Barbara. Im Jahr 1992 entwickelte er AESOP, ein Roboter-Laparoskop. Zwei Jahre später erhielt dieses Gerät eine Sprachsteuerung. Laparoskopische Operationen konnten nun ohne die Hilfe eines lebenden Assistenten durchgeführt werden, eröffnete Computer Motion, Inc. So entstand der erste ernstzunehmende Akteur auf dem Markt der chirurgischen Robotik. Die FDA genehmigte 1994 den Verkauf von AESOP, und 1995 begann Computer Motion, ein von Wang gegründetes Unternehmen, mit der Erprobung von ZEUS, einem neuen chirurgischen System. Ein weiterer Mitstreiter war der MIT-Student Akhil Madhani, der 1993 mit Hilfe von Professor Kenneth Salisbury den Telemanipulator Black Falcon entwickelte. Dieser Entwurf wurde zur Grundlage für die Manipulatoren der ersten Generation des da Vinci-Chirurgieroboters. Zunächst wurde da Vinci als Spezialgerät für die heikle Herzchirurgie beworben. Doch Urologen und Gynäkologen, die in einer beengten und mit verschiedenen Organen gefüllten Beckenhöhle arbeiten mussten, interessierten sich für den Roboter. Daraufhin erteilte die FDA die Zulassung für da Vinci für die minimalinvasive Beckenchirurgie. Seitdem ist dieser Chirurgieroboter der beliebteste geblieben, wobei mehrere neue Systeme sein Design kopiert haben. Bis zum 31. März 2021 hatte Intuitive Surgical weltweit bereits 6.142 verschiedene Robotergenerationen installiert. Die Liste der Verfahren, bei denen da Vinci zum Einsatz kommt, wird immer länger.

Gründe für die Beliebtheit

Der Einsatz des Roboters trägt zu einer kürzeren Rehabilitationszeit bei und ermöglicht es den Patienten, zwei Tage nach der Operation nach Hause zu gehen und fast keine Narben zu hinterlassen. Im Vergleich dazu verbrachten sie nach einer herkömmlichen Operation Wochen im Krankenhaus, bevor sie entlassen wurden. Außerdem sind die Bewegungen des Chirurgen bei einer Operation ohne Roboter stark eingeschränkt; er kann das Instrument nicht in einem beliebigen Winkel an das Ziel bringen und muss zusätzliche Werkzeuge verwenden, um dies auszugleichen. Der Arzt muss den Eingriff mit einer laparoskopischen Kamera beobachten, was eine schlechte Sicht und ein flaches, zweidimensionales Bild bedeutet. All dies macht relativ einfache Verfahren wie Nähen und Knoten sehr schwierig. Roboter können die gleichen Dinge tun, sind aber viel einfacher zu bedienen als laparoskopische Instrumente. Der Chirurg arbeitet mit da Vinci-Manipulatoren, als ob seine Hände im Patienten wären. Der Roboter beseitigt den Point-of-Care-Effekt und ermöglicht es Ihnen, die Fähigkeiten zu nutzen, die Sie bei offenen Operationen erlernen. Es gibt noch weitere Vorteile. Der Roboter filtert die Bewegungen des Chirurgen und reduziert das Zittern der Instrumente sogar im Vergleich zur offenen Chirurgie. Darüber hinaus skaliert da Vinci Aktivitäten, wie z. B. 2 zu 1 - alle zwei Zentimeter Bewegung des Chirurgenarms werden in einen Zentimeter Bewegung des Manipulators umgewandelt..

Unzulänglichkeiten des da Vinci

In mehr als 20 Jahren klinischer Praxis hat sich der da Vinci einen Ruf als gut durchdachte und sichere Maschine erworben, aber der Roboter ist alles andere als perfekt. Beim Design mussten die Ingenieure viele Kompromisse eingehen.

• Schlechte Präzision. Sie können die Bewegungen der Arme nicht steuern, da sich die Sensoren auf der Motorseite befinden. Außerdem verschieben sich die Kabel und reiben bei jeder Bewegung des Roboters an der Polymerhülle. Und je kleiner der Krümmungsradius der Linie, desto mehr Reibung gibt es. Es ist schwierig, dies programmgesteuert zu kompensieren, insbesondere wenn Sie versuchen, die Bewegungen reibungslos zu halten. Deshalb kann da Vinci kein autonomer Roboterchirurg sein. Die Genauigkeit der Robotermechanik beträgt etwa 2 mm, und der Fehler beim wiederholten Zurückführen des Instruments an denselben Punkt beträgt etwa 1 cm. Der Chirurg überwacht dies ständig und korrigiert die Bewegungen.
• Arbeitsvolumen und ungleichmäßige Kraft. Denken Sie daran, dass die Genauigkeit, wie die Roboterkraft, nicht konstant ist. Sie hängen nicht nur von der Anzahl der Gelenke und der Beweglichkeit ab, sondern auch von der Position der Manipulatoren im Raum.
• Eingeschränktes Feedback. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass die Roboterarme kein taktiles Feedback geben. Während der konventionellen offenen Chirurgie verlässt sich der Chirurg stark auf Berührung, um beispielsweise eine Gewebeart von einer anderen zu unterscheiden oder eine Naht sanft zu straffen. Da Vinci nimmt dem Chirurgen diesen Sinn. Dieser Nachteil wird von fast allen bemerkt, die das System kritisieren. Der Roboter kann an einer Stelle mehr Kraft ausüben als an einer anderen. Gleiches gilt für die Positioniergenauigkeit. Einige Probleme sind ungenauer als andere.
• Betriebsdauer. Studien zeigen, dass robotergestützte Operationen im Durchschnitt schneller sind als offene, aber länger als herkömmliche laparoskopische Operationen. Und mit zunehmender Dauer steigen auch die Risiken – der Patient bleibt länger unter Vollnarkose und mehr Kohlendioxid wird in das Gewebe aufgenommen.
• Kosten. Moderne Roboterchirurgen kosten etwa 2 Millionen Dollar, aber ihre Verkäufe bringen dem Unternehmen nur über 30 Prozent des Gewinns. Der Rest kommt aus Wartungs- und Werkzeugbedarf. Verbrauchsmaterialien sind teuer. Für den Preis einer Roboterpinzette können Sie mehrere traditionelle laparoskopische Instrumente für Hunderte von Operationen kaufen. Um nach dem Kauf eines da Vinci-Roboters die Gewinnschwelle zu erreichen, bräuchten Sie sechs Jahre lang jedes Jahr 150 bis 300 Roboteroperationen. Roboterchirurgie in den USA kostet 3.000 bis 6.000 US-Dollar mehr als herkömmliche Chirurgie. Daher sind Krankenhausverwalter nicht daran interessiert, einen Roboter untätig herumstehen zu lassen. In den USA werden Patienten oft „unter Druck gesetzt“. sich einer Roboteroperation zu unterziehen, obwohl herkömmliche billiger und aus medizinischer Sicht möglicherweise besser sind.

Was ist die Schwierigkeit bei der Entwicklung von Roboterchirurgen

Viele Chirurgen bemängeln die mangelnde Bildschärfe, so dass eine Aufrüstung der Kameras erforderlich ist. Außerdem ist man der Meinung, dass mit der Standardtechnologie bereits viel bessere Roboterchirurgen geschaffen werden können. Dennoch wird der Markt von einem System beherrscht, das sich seit 20 Jahren nicht grundlegend verändert hat. Der Hauptgrund dafür ist, dass es sich um eine schwierige technische Herausforderung handelt. Der ideale Operationsroboter muss präzise, wendig und schnell sein, feinfühlige Bewegungen ausführen, große Kraft ausüben und zuverlässig greifen und Gewichte heben können. Die geforderten Eigenschaften sind miteinander verknüpft, und alles auf einmal zu erreichen ist eine komplexe und anspruchsvolle Aufgabe. Ein Beispiel dafür ist die Genauigkeit eines Roboters. Sie hängt von verschiedenen Faktoren ab. Hier eine unvollständige Liste: Armkonstruktion und -gewicht, Spielraum, Kabelspannung, Reibung, Sensorauflösung, Berechnungsfehler, Qualität der Komponenten und sogar die Temperatur im Betriebsraum. Und all diese Faktoren stehen in Wechselwirkung zueinander. Ein weiteres Beispiel ist die strukturelle Steifigkeit. Sie erhöht die Genauigkeit, aber auch die Größe und das Gewicht des Arms. Sie erhöht die Trägheit, so dass sich der Roboter langsamer bewegt und hinter dem Chirurgen zurückbleibt. Es ist schwierig, wenn nicht gar unmöglich, einen Roboter zu entwickeln, der alles kann. Die Ingenieure müssen zwischen widersprüchlichen Anforderungen manövrieren, was unweigerlich zu Kompromissen führt. Die Bedingungen, unter denen ein Chirurgieroboter arbeitet, machen ihn nicht wirklich autonom. Im Inneren eines lebenden Organismus verformt sich alles und verändert seine Form. Trotz der eingebauten Heizung wird die Kamera während der Operation schmutzig und beschlägt. Auch die Programmierung eines Chirurgieroboters ist keine leichte Aufgabe. Hinter der scheinbaren Leichtigkeit, mit der menschliche Bewegungen auf den Roboter übertragen werden, stecken komplexe Berechnungen. Sie sind vor allem wichtig, um die richtige Position des Roboters zu bestimmen. Außerdem muss die Geschwindigkeit für jeden Aktuator berechnet werden, damit der Arm eine sichere Flugbahn nicht verlässt und den Patienten nicht verletzt. Um die Schwingungen der Instrumente zu reduzieren, werden sanfte Beschleunigungen und Abbremsungen vorgenommen. Eine einzige Fehlfunktion bei einem Chirurgieroboter kann ein Menschenleben kosten. Daher gilt hier die allgemein anerkannte goldene Regel: Je einfacher das Design, desto besser. Ingenieure sind sehr selbstbewusst und verwenden selten vielversprechende, aber unerprobte oder unausgereifte Technologien. Roboterchirurgen durchlaufen unzählige Tests und Versuche, bevor sie am Menschen operieren. Dieser Prozess zieht sich über Jahre hin, was die Entwicklung noch schwieriger und teurer macht. Und wenn man die Roboter außerhalb der USA verkauft, muss man in jedem Land eine Genehmigung einholen. Das ist der Hauptgrund, warum 71 % der Roboterverkäufe immer noch in den USA stattfinden, während nur 15 % der Verkäufe in Europa und 10 % in Asien getätigt werden. Eine große Herausforderung ist der Nachweis des medizinischen Nutzens des Roboters. Niemand bestreitet, dass da Vinci den Chirurgen die Arbeit erleichtert, aber es ist keine Tatsache, dass die Maschine für den Patienten hilfreich ist. Die Vorteile sind nicht offensichtlich, und oft gibt es keine Beweise dafür, dass ein Roboter für eine bestimmte Art von Operation besser geeignet ist als herkömmliche laparoskopische Instrumente.

Der Markt für robotergestützte Chirurgie: Leistung, Trends und Wachstumsaussichten

Trotz aller Schwierigkeiten zeichnet sich der Markt der Roboterchirurgie als ein stark wachsender Markt aus. In den letzten 8 bis 10 Jahren ist er um durchschnittlich 15-18 % pro Jahr gewachsen. Das Volumen der Operationen, die mit einem chirurgischen Roboter durchgeführt werden, nimmt jährlich um etwa 18-21 % zu. Im Jahr 2019 wurden weltweit etwa 1,2 Millionen robotergestützte chirurgische Eingriffe durchgeführt. Über den gesamten Zeitraum, in dem die Roboterchirurgie eingeführt wurde, waren die Zahlen:

• 7.200.000 Operationen wurden mit einem Operationsroboter durchgeführt
• 5.500 da Vinci-Roboter verkauft.

Die Prognose für die Roboterchirurgie

• Die weltweit installierte Basis von chirurgischen Robotern wird im Jahr 2030 im Vergleich zu 2017 um mehr als das 4,5-fache zunehmen.
• Das chirurgische Wachstum wird sowohl durch eine Erhöhung der installierten Basis als auch durch eine Erhöhung der Auslastung vorangetrieben – von 200 Operationen pro Jahr und Roboter auf 309 Operationen im Jahr 2030.
• Voraussichtlich im Jahr 2030. Fünf Millionen Operationen an 20.000 installierten Robotern entsprechen durchschnittlich 1 Operation pro Tag und Roboter.

Aussichten für Roboterchirurgie auf der ganzen Welt

In allen wirtschaftlich fortgeschrittenen Ländern besteht Interesse und Wachstum bei der Einführung robotergestützter chirurgischer Technologien. Mehr als 80 Unternehmen arbeiten weltweit auf dem Gebiet der Roboterchirurgie. OP-Roboter werden für Operationen im Bauchbereich (einschließlich Urologie und Gynäkologie), Skelettgelenke, Skelett, Lunge, Auge, Herz, Gefäße, Gehirn und Nervenbündel entwickelt.

Analyse der Daten nach Ländern

Europa, die USA und Japan haben 93 % ihrer Robotersysteme installiert. Unternehmen geben Hunderttausende von Dollar aus, um neue Operationsroboter zu entwickeln. Der Rest der Weltbevölkerung von 6 Milliarden Menschen macht nur 7 % aus – das sind 400 installierte Robotersysteme. Indien und China mit einer Bevölkerung von 2,7 Milliarden Menschen machen nur 3 % aus – etwa 170 installierte automatische Systeme.

Die Zukunft von Roboterchirurgen

Die Informationstechnologie hat uns an regelmäßige, fast jährliche Revolutionen gewöhnt. In der IT schießt eine neue Idee hervor, gewinnt an Popularität und ist innerhalb eines Jahres obsolet. In der Medizin ist das anders. Aufgrund all dieser Komplexitäten erfordert die Entwicklung und Implementierung von Roboterchirurgen enorme Investitionen, und Investitionen in diesem Bereich bringen Jahrzehnte später Ergebnisse. Aber egal was passiert, der Markt für chirurgische Robotik wächst (bis 2025 wird ein Wachstum von 13,14 % prognostiziert). Der Wettbewerb wächst und da Vinci-ähnliche Roboter entstehen – zum Beispiel der koreanische Revo-i und der chinesische Micro Hand S. Gleichzeitig erweist sich der Konservatismus der Medizin als unerwartete Chance. Indem Sie sehen, wie Ingenieure vorhandene Technologien kombinieren, ist es möglich, die Zukunft der medizinischen Robotik vorwegzunehmen.

Vielversprechende Entwicklungen

Flexible Manipulatoren

Chirurgen brauchen mehr Flexibilität in ihren Armen. Dazu gehören mehr Handlungsfreiheit und die Möglichkeit, Operationen ohne sichtbare Schnitte, durch natürliche Öffnungen im Körper oder über große Gefäße an der richtigen Stelle im Körper durchzuführen. Das neue da Vinci SP-Modell verfügt bereits über mehrgelenkige Instrumente, die durch eine einzige Öffnung in den Körper eingeführt werden. Das israelische Hominis-System hat kürzlich die FDA-Zulassung erhalten und ist noch flexibler. Die Instrumente dieses Roboterchirurgen lassen sich um 360 Grad biegen, ohne dass sie sich dabei verknoten. Es gibt schlangenartige Roboterendoskope wie Flex und automatische Katheter. Vor nicht allzu langer Zeit hat man mit einem solchen Gerät eine Reihe von Operationen an Schweinen durchgeführt. Der Katheter erreichte die Herzklappe automatisch, indem er den Gefäßwänden folgte und mithilfe eines hybriden optischen Berührungssensors und maschineller Lernalgorithmen navigierte.

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Neue Antriebe

Parallel dazu wird mit neuen Motorentypen experimentiert, die Seile und elektrische Antriebe ersetzen sollen. Es wird alles erforscht, einschließlich Pneumatik und Hydraulik, aber elektroaktive Polymere - künstliche Muskeln - scheinen für die minimalinvasive Chirurgie am vielversprechendsten zu sein. Sie sind nicht teuer, hochgradig verformbar, nehmen nicht viel Platz weg und entwickeln eine beträchtliche Kraft. Aber diese Technologien benötigen hohe Spannungen, um zu funktionieren. Die Verwendung von einigen hundert Volt in der Nähe des Patienten ist gefährlich, so dass diese Entwicklungen mit Vorsicht zu genießen sind.

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Maschinelles Lernen

Blockchain wurde in der Chirurgie noch nicht eingesetzt, aber maschinelles Lernen ist ein wichtiger Bestandteil. Hier kann es gleich auf mehreren Ebenen hilfreich sein. Algorithmen des maschinellen Lernens können die Berechnung von Manipulatorbewegungen vereinfachen oder ganze Phasen der Chirurgie automatisieren. So trainierte ein Team der University of California, Berkeley, im Jahr 2020 ein neuronales Netzwerk, um mit Hilfe von Videoaufnahmen perfekt gerade Stiche zu setzen. Außerdem haben Forscher 2016 gezeigt, dass ein Roboterchirurg während der eigentlichen Operation Fragmente eines Schweinedarms selbstständig zusammennähen kann. Allerdings markierten die Chirurgen dann das Operationsgebiet vorab mit Infrarotmarkern. Diese leiteten den Roboter während der Operation. Leider sind die Markierungen unpraktisch - sie sind nicht einfach zu implantieren und schwer zu entfernen. Das Hauptproblem besteht darin, den Robotern beizubringen, solche Fähigkeiten unter den wechselnden Bedingungen des menschlichen Körpers einzusetzen. Bisher wurden die Algorithmen auf der Grundlage von Kameradaten trainiert. Es ist noch nicht klar, ob Bildverarbeitungsalgorithmen im Körper funktionieren können. Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit.

Integration mit medizinischen Scannern

Die Integration von Robotern mit medizinischen Scannern ist in der medizinischen Robotik von großer Bedeutung: CT, MRT und Ultraschall. Es gibt separate Roboter-Ultraschallsysteme und Sensoren, die für die Installation auf da Vinci ausgelegt sind. Ihr Bild wird in der Regel auf ein anderes Fenster im Sichtfeld des Chirurgen übertragen. Systeme für die allgemeine Chirurgie, die mit CT und MRT integriert sind, befinden sich noch im Konzeptstadium.

Erweiterte und virtuelle Realität

Von allen aufgeführten Innovationen ist dies die nächste. Der Einzug von Augmented Reality in die Chirurgie steht kurz bevor. Es ist eine logische Weiterentwicklung von Roboter-Chirurgen-Schnittstellen; Die Frage ist nur, welche zusätzlichen Informationen im Blickfeld des Arztes angezeigt werden sollen. Darüber hinaus ist im Dezember 2019 die vollwertige virtuelle Realität offiziell in den Operationssälen angekommen. Die FDA hat Operationen mit dem Vicarious Surgical-Roboter genehmigt. Dieses System bildet den menschlichen Körper nach: Kopf, Schultern, Ellbogen und Handgelenke. Der Roboter ist mit einer hochmodernen Virtual-Reality-Brille verbunden, sodass der Chirurg in den Kopf eingetaucht ist. Es besteht also kein Zweifel, dass sich die medizinische Robotik weiterentwickeln wird. Mehrere Fortschritte in der Robotik im medizinischen Bereich können die Behandlungsqualität und die Ergebnisse für Patienten verbessern. Damit diese Technologien jedoch langfristig in der Patientenversorgung zum Einsatz kommen, müssen noch einige Hürden genommen werden. Neben komplexen und oft kostspieligen Entwicklungen müssen Unternehmen in diesem Bereich Faktoren wie Regulierung, Preisgestaltung und Ausbildung von medizinischem Fachpersonal berücksichtigen, ganz zu schweigen von emotionalen und ethischen Erwägungen in einem sensiblen Bereich wie der Medizin. Robotertechnologie kann dem Gesundheitswesen enorme Vorteile bringen. Dennoch besteht kein Konsens darüber, ob alle Probleme überwunden sind, um die praktische Anwendung dieser Technologie langfristig zu gewährleisten. Roboter werden vielleicht niemals Chirurgen ersetzen, aber das spielt keine Rolle; Was zählt, ist, dass sie helfen, in Kürze echte Leben zu retten.