3,4 Millionen Euro für Verbundprojekt: OP der Zukunft
3,4 Millionen Euro für Verbundprojekt: OP der Zukunft (UKSH).
Innovationen in Roboter-assistierter Chirurgie finden in Schleswig-Holstein ein neues Zuhause durch Förderung aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (REACT-EU). Die Roboter assistierte Chirurgie ist am Campus Kiel des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH) seit 2013 ein fest etabliertes Verfahren. Die chirurgischen
Fachdisziplinen sind in minimalinvasiven und Roboter-assistierten Verfahren unter dem Dach des Kurt-Semm-Zentrums eng vernetzt. Aktuell ist es gelungen, Fördermittel für ein Leuchtturmprojekt unter dem Titel „OP der
Zukunft“ zu einzuwerben. Der Projektverbund aus dem Kurt-Semm-Zentrum und der
Klinik für Nuklearmedizin des UKSH, der Technischen Fakultät (TF) der
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), der Vater Solution GmbH und der
MiE Medical Imaging Electronics GmbH wird mit insgesamt rund 3,4 Millionen Euro
mit REACT-EU Mitteln (EFRE) gefördert, um zwei hochinnovative technische
Lösungen zu entwickeln.
„Wir freuen uns sehr über diese Chance und erwarten von unserer Kooperation
nachhaltige Impulse für diese zukunftsträchtige OP-Methode“, sagt Prof. Dr.
Klaus-Peter Jünemann, Sprecher des Kurt-Semm-Zentrums. „Die Verbundpartner
danken insbesondere dem Wirtschaftsministerium Schleswig-Holstein für die
Auswahl und Unterstützung dieses Projektes sowie der WTSH (Wirtschaftsförderung
und Technologietransfer Schleswig-Holstein GmbH) für die Projektbetreuung.“ Das
übergeordnete Ziel besteht darin, den OP sowie die damit verbundenen
Technologien und Methoden zukunftsfähig zu machen. Im Fokus des aktuellen
Vorhabens stehen zwei Teilprojekte, die das Operieren schon in absehbarer
Zukunft verbessern sollen: eine sogenannte Augmented Reality-Lösung für eine
noch zielgenauere und schonendere Tumorchirurgie und die Entwicklung eines
robotischen Assistenzsystems zur Optimierung der Arbeitsabläufe und des
Infektionsschutzes im OP.
Roboter-assistierte Chirurgie am UKSH
Roboter-assistierte Chirurgie basiert auf Telemanipulation, d.h. der Chirurg
oder die Chirurgin sitzt an einer Steuerkonsole, etwas entfernt vom
Operationstisch. Über zwei Bedienelemente für die Finger werden die
Instrumente, welche sich an speziellen Roboterarmen befinden, gesteuert. Das
Verfahren weist gegenüber der herkömmlichen offenen Chirurgie entscheidende
Vorteile auf: Durch die kleinen, endoskopischen Zugangswege der Instrumente
verkürzen sich die Heilungsdauer und damit die Dauer der Hospitalisierung um
bis zu 50 Prozent, Re-Operationen sind seltener; nicht zuletzt wird auch das
Infektionsrisiko zwischen Patient, Arzt und OP-Personal durch das „unblutige“
Operieren deutlich verringert. Diese Vorteile ermöglichen, dass auch unter
Pandemiebedingungen mehr Regelpatienten unter größtmöglicher Sicherheit
operiert werden können. Das OP-Verfahren ist seit 20 Jahren eine etablierte
Methode und gehört am UKSH in Kiel in Urologie, Allgemeinchirurgie und
Gynäkologie bereits zum Standard.
Augmented Reality im OP
Augmented Reality bedeutet so viel wie „erweiterte Realität“. Gemeint sind
Anwendungen, die dem Chirurgen bzw. der Chirurgin während der Operation
zusätzliche Informationen in das Live-OP-Bild einspielen. Der Operateur sieht
das OP-Gebiet stark vergrößert auf einem Monitor, der das Bild der endoskopisch
geführten, winzigen Kamera überträgt. „Das Problem hierbei: Die
Tumorinformationen aus der präoperativen Bildgebung (CT/MRT) sind schwer mit
den Live-Bildinformationen abzugleichen, z.B. wenn es darum geht, in der
Bildgebung angezeigte, tumorpositive Lymphknoten im OP-Gebiet wiederzufinden
und zu entfernen“, erläutert Prof. Jünemann. Dabei soll zukünftig eine Software
helfen, welche die auffälligen Areale aus der Bildgebung direkt im Live-OP-Bild
sichtbar macht bzw. dem Operateur eine Navigationshilfe wie etwa beim
Autofahren gibt. Was zunächst am Beispiel der Lymphknotenchirurgie bei
Prostatakrebs entwickelt und erprobt werden soll, kann zukünftig auch auf
andere chirurgische Fragestellungen übertragen werden.
Weltneuheit: robotische OP-Assistenz
Die zweite angestrebte Lösung betrifft einen zusätzliches robotisches System
für die OP-Assistenz. „Dieses wäre eine Weltneuheit“, sagt Prof. Jünemann.
Aktuelle Chirurgie-Roboter bestehen lediglich aus einem System, welches abseits
vom OP-Tisch über eine Konsole gesteuert wird. „Die OP-Assistenz steht hingegen
nach wie vor direkt am Patienten und arbeitet dem Chirurgen oder der Chirurgin
zu, indem er oder sie mit manuell geführten laparoskopischen Instrumenten Clips
setzt, Arterien beiseite hält oder Gewebe aus dem OP-Gebiet entfernt. Um diese
Arbeitsschritte ebenfalls präziser, ergonomischer und auch infektionssicherer
zu gestalten, soll ein Zweiarm-Assistenz-Roboter für OP-Assistenten entwickelt
werden“, so Jünemann. Die Herausforderung bestehe in der automatischen
Kollisionsvermeidung zwischen den Roboterarmen des Primärsystems und des
Assistenzsystems. Dafür müsse ein Computer die Position aller Roboterarme
laufend registrieren und Ausweichmanöver der Assistenzroboterarme erzeugen,
ohne dass der OP-Ablauf beeinträchtigt wird.
Auf dem Weg zum „OP der Zukunft“
„Unsere Projektideen sind sehr ambitioniert, das ist uns bewusst“, sagt Prof.
Jünemann, „doch sind wir sehr optimistisch, weil wir hochkarätige Fachleute aus
allen drei Fachbereichen der Technischen Fakultät gewinnen konnten, mit Prof.
Reinhard Koch und Prof. Thomas Meurer u. a. zwei ausgewiesene Experten in
Bildverarbeitung und Robotik.“ Insgesamt arbeiten fünf Arbeitsgruppen der
Technischen Fakultät mit an diesem Projekt, ergänzt durch die
Softwareentwicklungs- und Marktkompetenz von zwei renommierten Firmen aus
Schleswig-Holstein: der Vater Solution GmbH aus der Vater Gruppe und der MiE,
einem weltweit agierenden, familiengeführten Unternehmen auf dem Gebiet der
PET-CT-Bildgebung. Bei dem Vorhaben kommt ein neuartiger Chirurgie-Roboter
namens Dexter zum Einsatz, welcher von der Firma Distalmotion (CH) entwickelt
wurde. Das System ist schnittstellenoffen und bietet den Expertinnen und
Expertinnen eine optimale Plattform für die Entwicklung und Erprobung der
Innovationen.
Die Kooperation soll der Grundstein für eine weitere Entwicklung sein, sagt
Prof. Jünemann: „Ausgehend von diesen Vorhaben initiieren wir in Zusammenarbeit
mit dem Wissenschaftszentrum Kiel eine Forschungsplattform für Roboter
assistierte Chirurgie, die das Projekt ‚OP der Zukunft‘ weiter mit Leben
erfüllen soll. Unser Ziel ist es nachhaltig vorzugehen: Schleswig-Holstein, und
damit ist außer dem Standort Kiel auch der Lübecker Raum mit der dort
vorhandenen Expertise in Medizintechnik und Robotik gemeint, soll langfristig
als führender Standort in der High-Tech-Medizin etabliert werden.“
Quelle: UKSH, 30.12.2021
