ROBOTIK

Chirurgie-Roboter

Bei ferngesteuerten Chirurgie-Robotern (telechirurgische Roboter) werden Sensorik und Robotertechnik eingesetzt, um Chirurgen bei ferngesteuerten chirurgischen Eingriffen behilflich zu sein. Dazu werden die chirurgischen Instrumente aus der Ferne gesteuert und die Bilder in Echtzeit verfolgt, die von einem separaten Operationssaal übermittelt werden. Diese Roboter bieten viele neuartige Vorteile, z. B. eine hohe Genauigkeit, keine Einschränkungen aufgrund der Entfernung und eine mögliche Ausweitung der medizinischen Versorgung in entlegene ländliche Gebiete.

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Ein ferngesteuerter Chirurgie-Robotersystem besteht im Wesentlichen aus einer Hauptkonsole und einem Slave-Roboter. Zur Hauptkonsole gehören ein Instrumentensimulator, eine Videobildanzeige und ein PC. Der Slave-Roboter besteht aus einer Roboterarm-Steuerung, einem Bildverarbeitungssystem und einem PC.

Ein Chirurg sitzt vor der Hauptkonsole und nimmt den chirurgischen Eingriff mithilfe des Instrumentensimulators vor. Dabei wird er von den übertragenen Echtzeit-Videobildern unterstützt. Der Instrumentsimulator kann die Bewegungen seiner Hand in digitale Signale umwandeln, die über das Netzwerk an den entfernten PC übertragen werden. Am entfernten PC werden die eingehenden Signale ausgewertet und die Roboterarm-Steuerung wird veranlasst, dieselben Bewegungen zu vollziehen. Die Roboterarm-Steuerung besteht aus verschiedenen Sensoren, MCU/DSC, DC-Mikromotoren und Motortreibern. Ein Kraft- und Haptik-Sensor dient an den chirurgischen Instrumenten zur Erkennung des Kraftaufwands am Körper des Patienten. Das von dem Sensor rückgemeldete Signal hilft dem Chirurgen dabei, die eigene Bewegung und den aufgewendeten Druck zu korrigieren. Eine Videokamera zeichnet die Bilder von dem Eingriff auf und zeigt sie auf dem örtlichen als auch auf dem entfernten Bildschirm an, damit die Chirurgen an beiden Orten alle Einzelheiten des chirurgischen Eingriffs verfolgen können. Zur Vereinfachung der Kommunikation sind in den PCs an beiden Orten Audiogeräte installiert.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt haben ferngesteuerte Chirurgie-Roboter gerade erst ihre Reise aufgenommen und werden ständig verbessert. Die Akzeptanz von Chirurgie-Robotern auf breiter Ebene und deren Nutzung ist jedoch nicht allzu fern, da sich die Robotik mit hoher Geschwindigkeit weiterentwickelt.

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