Zwei humanoide Roboter haben erstmals allein Operationen durchgeführt, ferngesteuert von Chirurgen. Für eine präklinischen Studie entfernten sie Säugetieren die Gallenblase.
Für eine aktuelle Studie kamen zum ersten Mal ferngesteuerte humanoide Roboter im Operationssaal zum Einsatz. Ein Forscherteam, bestehend aus Ingenieuren und Chirurgen der University of California San Diego, absolvierte dafür zwei verschiedene Eingriffe.
Humanoider OP-Roboter entfernt lebendem Tier die Gallenblase
Bei der ersten Operation entfernte ein Mensch-Roboter-Team die Gallenblase. Der humanoide Roboter operierte, ein menschlicher Chirurg assistierte.
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Die zweite Operation gelang zwei humanoiden Robotern, die Seite an Seite als Roboter-Roboter-Team arbeiteten. Beide Eingriffe fanden an großen, nicht-primaten Säugetieren statt.
Die Forscher sehen das Experiment als Machbarkeitsnachweis, also als einem ersten Schritt, humanoide Roboter in den OP-Saal zu bringen.
Antwort auf den Chirurgenmangel
Die Motivation der Studie liegt in einem aktuellen strukturellen Problem. Denn dem wachsenden Behandlungsbedarf steht ein Mangel an Chirurgen gegenüber. Die Folge: längere Wartezeiten, ein schlechterer Zugang zu Versorgung und größere gesundheitliche Ungleichheit.
Nach Ansicht des Forscherteams könnten die Roboter zunächst bei Eingriffen assistieren. Später sollen sie ganze Operationen unter ärztlicher Fernsteuerung durchführen.
„Ferngesteuerte und autonome humanoide Roboter haben echtes Potenzial, den Zugang zu kritischen Operationen zu erweitern, zu denen Patienten sonst keinen Zugang hätten“, so Michael Yip, einer der Autoren der Studie und Fakultätsmitglied der UC San Diego. Die neuen Erkenntnisse sollen dabei helfen, die Gesundheitskrise nicht nur in den USA, sondern weltweit anzugehen.
Denkbar sind für Yip auch Einsätze abseits klassischer Kliniken: „Man kann sich vorstellen, dass diese Roboter in abgelegenen Gemeinden eingesetzt werden, wo Personal knapp ist, oder in schwierigen Umgebungen wie Such- und Rettungsszenarien, wo in kurzer Zeit massiv Feldmedizin gebraucht wird.“
Vorteile von OP-Roboter gegenüber Spezialsystemen
Spezialisierte OP-Robotersysteme gibt es bereits. Allerdings sind sie meist mit drei oder vier Roboterarmen, Spezialwerkzeugen und eigener Software ausgestattet. Außerdem wiegen sie rund 800 Kilogramm, brauchen ein großes Team für den Aufbau und beanspruchen so viel Platz, dass OP-Säle oft umgebaut werden müssen.
Die in der UC San Diego-Studie eingesetzten Roboter sind hingegen etwa 1,52 Meter groß und wiegen rund 27 Kilogramm. Sie können sich frei durch normale OP-Säle bewegen und nutzen herkömmliche OP-Instrumente.
Auch die Steuerung fühle sich natürlicher an, gerade für Personen ohne Training an Spezialsystemen. „Wir waren überrascht, wie gut sich „Surgie“ – so der Name des OP-Roboters – in unseren Arbeitsbereich und Arbeitsablauf eingefügt hat“, so tudien-Co-Autorin Nikita Thareja.
An der Präzision ändert die kompakte Bauweise nichts, bestätigt auch Shanglei Liu, Professorin für Chirurgie. Sie steuerte den OP-Roboter während der Studie selbst. Ein Eingriff per teleoperiertem humanoidem Roboter sei genauso präzise wie mit einem klassischen teleoperierten OP-System. Liu dazu:
Es kostet einen Bruchteil und braucht einen Bruchteil des Platzes im OP-Saal. Damit lässt es sich überall einsetzen, von ländlichen Gebieten über das Schlachtfeld bis in den Weltraum.
Operations-Roboter: Was kommt als Nächstes?
Einige Probleme der Teleoperation sind noch ungeklärt. So mussten die OP-Roboter während der Eingriffe mehrfach neu kalibriert werden. Dadurch dauerten die Operationen deutlich länger als mit etablierten Spezialsystemen. Auch an der Latenz, also der Verzögerung zwischen Steuerbefehl und Roboterbewegung, arbeitet das Team, vor allem für Operationen über große Distanzen.
Weil Surgie laufen und die meisten körperlichen Aufgaben eines Menschen ausführen kann, hat das Forschungsteam noch eine weitere Zukunftsvision für die autonomen OP-Roboter.
Werkzeuge holen und den OP-Saal nach dem Eingriff aufräumen. „Eines unserer Ziele ist die Entwicklung eines autonomen chirurgischen Assistenten“, so Michael Yip. Er ergänzte:
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Viele Gemeinden kämpfen mit unzureichender Personalausstattung im OP-Team, was bedeutet, dass Patienten nicht behandelt werden. Unser Ziel ist ein Operationssaal der Zukunft, in dem humanoide Roboter und Menschen Seite an Seite als ein integriertes Team arbeiten, um Eingriffe an diejenigen in Not zu liefern, sowohl in traditionellen Krankenhausumgebungen als auch in nicht-traditionellen Feldmedizin-Szenarien.
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