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MEDIZIN UND ERNÄHRUNG

Roboter

Höhere Präzision bei Operationen


Von Carina Steyer / Die Medizin wird technischer, und auch vor der Chirurgie macht der Fortschritt nicht halt. Operationsroboter unterstützen Chirurgen, übernehmen Aufgaben und präzisieren das handwerkliche Geschick des Menschen. Die roboterunter­stützte Operation ist auf dem Vormarsch. Von einem Routine­verfahren kann derzeit aber noch nicht gesprochen werden.

 

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Der erste Operationsroboter wurde in den 1980er-Jahren von Medizintechnikern des US-amerikanischen Militärs entwickelt. Ziel war es, aus sicherer räumlicher Entfernung in Krisen­­ge­bieten operieren zu können. Durchgesetzt hat sich das System im militärischen Bereich nicht, dafür aber im zivilen­. In den 90er Jahren hat die Firma Intuitive Surgical Inc.® das erste sogenannte DaVinci-Operationssystem auf den Markt gebracht. Bis heute gilt das Unter­nehmen damit als Marktführer, was nicht zuletzt an fehlenden Kon­kurrenzunternehmen liegt.




Mit dem DaVinci-System lassen sich minimalinvasive Eingriffe in der Urologie und der Gynäkologie durchführen.

Foto: iStock/3alexd


Das DaVinci-Operationssystem besteht aus einer Operationskonsole mit 3D-Monitor und Steuerungsmöglichkeit der Instrumente, einer zentralen Recheneinheit und dem mehrarmigen Operationsturm, an dem die Instrumente befestigt sind. Der Chirurg arbeitet­ nicht am Patienten, sondern führt die Operation von der Konsole aus durch. Mit kleinen Joysticks steuert er drei bis vier Roboterarme, die am Patien­ten angedockt sind und über kleine Hautschnitte in das Operationsfeld eingeführt werden. Die Joysticks haben bis zu sechs Bewegungs­freiheitsgrade und werden wie die Instru­mente bei einer offenen Ope­ration geführt. Die Umsetzung der Bewe­gung auf die Instrumente erfolgt rechnergestützt, kann skaliert werden und erlaubt dem Operateur, größere Bewegungen zu machen als der Ro­bo­ter im Patienten durchführt.

Minimal-invasive Eingriffe

Der Fokus von Operationsrobotern liegt im Bereich der minimal-invasiven Eingriffe. Dabei handelt es sich um eine Operationsform, bei der über kleinste Schnitte im Körper des Patienten operiert wird und der Chirurg keine freie Sicht auf das Operationsfeld hat. Er orien­tiert sich an einem zweidimen­sionalen Videobild eines Endoskops, welches von einem zweiten Arzt gehalten und den Instrumenten-Spitzen des operierenden Chirurgen nachgeführt werden muss. Dabei kommt es nicht selten vor, dass die Kameraeinstellung vom kameraführenden Assistenten und Operateur unterschiedlich be­wertet wird. Wiederholte Korrekturen des Sichtfeldes und Sichtwinkels sind notwendig, stören aber den Opera­tionsablauf. Bei mehrstündigen Eingriffen wird die Kameraführung zudem zunehmend unkoordinierter und die natürliche Zitterbewegung der Hand nimmt zu. Operationsroboter über­nehmen das Halten von Endoskop und Instrumenten, erzeugen ein drei­dimensionales Bild und führen einzelne Operationsschritte auf Befehl des Chirur­gen durch.

Operationssysteme kombinieren die Vorteile der minimal-invasiven Chir­ur­gie mit 3D-Visualisierungstechni­ken und präzisen Bedienmöglichkeiten der Operationsinstrumente. Die drei­dimensionale Sicht und die bis zu 10-fache­ Vergrößerung verbessern Tiefen­wahrnehmung, Koordinationsmöglichkeit und Präzision. Durch so­genannte Tremorfilter werden die natür­lichen Zitterbewegungen der menschlichen Hand erkannt und ­herausgefiltert, bevor sie an den ­Roboter-arm weitergegeben werden. Die Roboter­instrumente haben sieben Bewegungsgrade und erlauben damit mehr Präparationsmöglichkeiten und präziseres Arbeiten als konventionelle laparoskopische Instrumente. Schwierige Präparationstechniken wie der Erhalt­ von Nervenfasern oder das ­Anbringen feinster Nähte und Knoten gelin­gen mit Hilfe des Roboters ­wesentlich einfacher.

Viele Vorteile

Für den Chirurgen ist die Arbeits­be­lastung beim roboterunterstützten Operieren geringer. Langes Stehen ohne Pausen, anstrengende Körper­haltung durch das Halten und Agieren mit den Instrumenten sowie die enge räumliche Nähe zwischen Operateur und Assistent fallen weg. An der Kon­sole arbeitet der Arzt im Sitzen, Kopf und Hände können abgestützt w­erden, und die starke Vergrößerung des Operations­feldes vereinfacht das ­Operieren. Zusätzlich liegt der Bereich an der Konsole im unsterilen Bereich des Operationssaales. Der Chirurg ist damit in seinem Handeln wesentlich freier. Auch für die Ausbildung bieten Operationsroboter Vorteile. Das Opera­tionssystem kann mit zwei Konsolen im Parallelbetrieb ausgestattet werden. Der Ausbilder behält die volle Kontrolle über die Ausbildungskonsole, kann zu jedem Zeitpunkt in das Operationsgeschehen eingreifen und im Ernstfall die Handlung sofort stoppen. Als nachteilig beschreiben Chirurgen das fehlende haptische Feedback. Gerade­ junge Chirurgen mit wenig Erfahr­ung fühlen sich dadurch oft verunsichert. Experten sehen die Aus­bildung am Operations­roboter derzeit als sinnvolle Ergänzung neben dem Erlernen des laparoskopischen Vor­gehens.




Die Handarbeit von Chirurgen lässt sich durch Roboter nur teilweise ersetzen.

Foto: iStock/ faustasyan


Wie es für militärische Zwecke ursprünglich entwickelt wurde, ermög­lichen Operationssysteme ein räumlich getrenntes Operieren. In der Praxis genutzt wird diese Möglichkeit derzeit kaum. Experten sehen für die Zukunft aber durchaus die Option, dass komplizierte Eingriffe, für die nur wenige ­Experten zur Verfügung stehen, unabhängig vom Standort des Patienten durch­geführt werden könnten. Auch nicht transportfähige Patienten erhielten so die Chance auf eine optimale Behandlung. Zurzeit werden die Vorteile für die Patienten vor allem im Bereich der Wundheilung und Mobilisation ge­sehen. So soll das Risiko für Wund­heilungsstörungen geringer sein, und die Narben fallen kleiner aus. Die Pa­tienten sollen weniger Schmerzen haben­, schneller wieder mobil werden und kürzere stationäre Aufenthalte benötigen. Unter Patienten und roboter­assistiert arbeitenden Chirurgen ist die Begeis­terung für Operationsroboter meist groß. Sie gelten durchaus als Qualitätsmerkmal und Entscheidungskriterium bei der Auswahl eines ge­eigneten Krankenhauses.

Hohe Kosten

Ein wesentlicher Nachteil der ro­bo­terassistierten Operationen sind aller­dings ihre Kosten. Laut Intuitive Surgical Inc.® liegen die Anschaffungskosten für ein DaVinci-Operations­system derzeit zwischen 0,6 und 2,5 Millionen US-Dollar. Dazu kommen die relativ hohen Verbrauchs­kosten für Wartung und Instrumente, die in kurzen­ Abständen ersetzt werden müssen. Insgesamt belaufen sich die Mehrkosten pro Eingriff im Vergleich zur konventionell lapa­roskopischen Operation auf etwa 2000 Euro. Für viele Kliniken rechnet sich der Einsatz bisher­ nicht. Kritiker bezeichnen die roboter­assistierte Chirurgie sogar als Pseudoinnovation, die die Kosten erhöht, aber das Ergebnis für den Patienten nicht verbessert. Tatsächlich steht in vielen chirurgischen Fachgebieten der Nachweis noch aus, dass die roboter­assistierte Operation gegenüber den laparoskopisch durchgeführten so stark überlegen ist, dass sie den höheren Kosten­aufwand rechtfertigt. Die wissenschaftliche Datenlage ist aufgrund fehlender randomisierter Stu­dien mit ausreichenden Fallzahlen für ein endgültiges Resümee zu gering. Exper­ten sehen jedoch insbesondere für komplexe Operationen und radikale Eingriffe, bei denen es gleichzeitig um Nervenschonung geht, durchaus Potential für einen berechtigten Roboter-Einsatz.

Auf dem Vormarsch

Trotz der kontroversen Diskussionen ist die roboterassistierte Chirurgie weltweit auf dem Vormarsch. Nach An­gaben von Intuitive Surgical Inc.® sind aktuell weltweit 4528 DaVinci-Systeme im Einsatz, 774 davon in Europa. In Deutschland werden Opera­tions­ro­boter am häufigsten in der Urologie und Gynä­kologie verwendet. Ein G­roßteil der Prostata­- und Ge­bärmutterentfernungen wird inzwischen mit dem DaVinci-System durchgeführt. Auch die Ent­fernung von ­Nieren oder eine Nieren­beckenplastik ist bereits roboterunterstützt möglich. In vielen anderen chirurgischen Dis­ziplinen operieren Ärzte jedoch nach wie vor lieber laparoskopisch. /



Beitrag erschienen in Ausgabe 11/2018

 

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