Ein Robotersystem für den Einsatz in der craniofazialen Chirurgie

Einleitung: Chirurgische Robotersysteme, die sich bereits heute im Einsatz am Patienten befinden, führen Positionierungs- oder Fräsaufgaben aus. Dabei ändert der Roboter entweder Position oder Orientierung des Werkzeugs. Das hier vorgestellte System ist in der Lage, komplexe Bewegungen des Fräswerkzeugs mit gleichzeitiger Positions- und Orientierungsänderung auszuführen.

Material und Methoden: Das System basiert auf einem Stäubli-RX90-Reinraum-Roboter. Eine Vielzahl zusätzlicher Komponenten zur Erhöhung der Sicherheit wurde integriert. So erfolgt beispielsweise ständig die redundante Überwachung von Roboterposition und auftretenden Kräften. Ein Planungsprogramm erlaubt die Festlegung der zu schneidenden komplexen Trajektorien auf dem CT-basierten Oberflächenmodell des Schädelknochens. Vor dem Einsatz am Patienten erfolgte eine Risikoanalyse, basierend auf einer Fehlerbaumanalyse. Mit dem Roboter wurden an Phantomen Frästests durchgeführt und bei Probanden Schnittlinien auf die Haut gezeichnet.

Ergebnisse: Die Tests zeigten eine Systemgenauigkeit im Submillimeterbereich. Wir führten daraufhin, nach entsprechendem Genehmigungsverfahren, mit diesem System die erste roboterassistierte Craniotomie erfolgreich am Patienten bei einem Keilbeinprozess durch.

Schlussfolgerungen: Es konnte gezeigt werden, dass das entwickelte Robotersystem für den Einsatz am Patienten geeignet ist. Erstmals wurde ein Roboter für das hochpräzise Fräsen komplexer Trajektorien mit Positions- und Orientierungswechsel am Patienten eingesetzt. Zu diskutieren ist der erhöhte Ressourceneinsatz.

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Robotik Navigation