Medizinrobotik

Medizinroboter – die verlängerten Arme von Ärzten und Pflegepersonal?

| Autor: Kathrin Schäfer

Roboter in der Medizin sind nicht neu – werden aber immer besser.
Roboter in der Medizin sind nicht neu – werden aber immer besser. (Bild: ©magdal3na / ©Sergey - stock.adobe.com_[M]-Kuebert)

Robotersysteme agieren immer häufiger als verlängerte Arme von Ärzten und Pflegepersonal. Ob im Operationssaal, auf Station oder gar als Exoskelett auf dem Fußballplatz – für die Medizin von morgen ist Robotik unentbehrlich.

Mit Anfang zwanzig ist die eigene Gesundheit in der Regel kein großes Thema. Das hat mehrere Gründe: Zum einen geht man in diesem Alter generell etwas sorgloser mit sich und dem Leben um – was soll schon passieren? Zum anderen hat man, sofern es keine Vorbelastung gibt, außer Sportverletzungen und Blinddarm-OPs meist nicht viel zu befürchten.

In späteren Jahren sieht das anders aus. Der vielbeschworene demografische Wandel besagt, dass Menschen in den Industrieländern immer älter werden. Das zieht neben Herz- und Kreislauferkrankungen auch Krebserkrankungen sowie verschlissene Hüft- und Kniegelenke und ähnliches nach sich. Auf allein 400.000 beläuft sich laut Bundesverband Medizintechnik die Zahl der Menschen, die 2016 in Deutschland mit einem künstlichen Hüft- oder Kniegelenk versorgt wurden.

Im Klartext heißt das: Früher oder später steht für die meisten ein Operationstermin an. Und spätestens dann stellt sich die Frage: Möchte ich in einem Gesundheitssystem, das chronisch unterfinanziert ist, tatsächlich von einem überarbeiteten, unerfahrenen Arzt operiert werden, der womöglich schon 24 Stunden auf den Beinen ist? Oder wäre nicht ein Medizinroboter, also eine Maschine, die einem durchdachten Algorithmus folgt und regelmäßig gewartet wird, eine bessere, sicherere Alternative?

Roboter in der Medizin sind nicht neu – werden aber immer besser

Im Jahr 2017 ist Robotik in deutschen Krankenhäusern nicht neu – in der Urologie beispielsweise operieren Chirurgen schon seit mehreren Jahren mit Robotern. In der Stadtklinik Bad Tölz wurde vor Kurzem erst das 100. Da-Vinci-Chirurgie-System Deutschlands installiert. Doch Roboter agieren immer häufiger als „verlängerte Arme“ von Ärzten und Pflegepersonal, werden immer besser und vielseitiger. Ihre Akzeptanz unter Klinikmanagern, das heißt denjenigen, die sie anschaffen, Ärzten, die sie benutzen, und Patienten, die sich ihnen anvertrauen müssen, steigt.

So prognostizieren zwei von drei Klinik-Managern, Maschinen würden zukünftig sogar besser operieren als Menschen. Dies ist ein Ergebnis der Studie „Digitalisierung in der Gesundheitswirtschaft“ von der Personalberatung Rochus Mummert Healthcare Consulting.

Wer ist also besser – Mensch oder Roboter? In der Medizintechnik erscheint diese Frage besonders brisant. Denn „Menschen nehmen Roboter unterschiedlich wahr, je nachdem, in welchem Kontext sie ihnen begegnen. Roboter als Staubsauger oder Rasenmäher werden gerne gesehen. Davon fühlt sich kaum jemand bedroht. Im Krankenzimmer reagieren viele sensibler“, erklärt die Beraterin Edith Karl von der Power Management ­GmbH. Sich auf die Technik einzulassen, sich ihr anzuvertrauen, erfordert Mut von denjenigen, die sich von Robotern behandeln oder pflegen lassen. Auch für Ärzte und Pflegende ist die Frage essentiell: Wer beherrscht die bessere Technik, arbeitet präziser – Chirurg oder Roboter? Wer ist stärker und länger belastbar – Pfleger oder Roboter?

Die Antwort derjenigen, die Robotersysteme anbieten, fällt naturgemäß zugunsten der Robotertechnik aus. So meldete Stryker im Oktober 2016, mehr als 50.000 Eingriffe am Knie und mehr als 10.000 an der Hüfte seien international bereits mit ihrem Operationsroboter Mako durchgeführt worden. Mako führe orthopädische Eingriffe nicht nur präziser, sondern auch sicherer aus, wirbt der Hersteller.

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Gestützt wird diese Aussage von Professor Dr. Henning Windhagen, Direktor der Orthopädischen Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover im Diakovere Annastift. Als Anwender sagt der Mediziner: „Die aktuelle semi-autonome Technik unterscheidet sich von der autonomen Robotertechnologie von vor 15 Jahren. Wir können unsere Eingriffe sehr genau planen und besonders präzise umsetzen.“ Entmündigt fühlt sich Windhagen daher nicht. Bei der Operation müsse der Chirurg den Roboterarm eigenständig führen, ein Tastsinn ermögliche dann aber eine präzisere und fehlerreduzierte Fräsung.

Ein Plädoyer für Robotersysteme hält auch Prof. Stephan Michels, stellvertretender Chefarzt der Augenklinik des Zürcher Stadtspitals Triemli. Sein Spezialgebiet: Sehbehinderungen wie die Makuladegeneration, eine Erkrankung, die das Sehvermögen stark beeinträchtigt. Patienten mit dieser Erkrankung benötigen regelmäßige Injektionen ins Auge – eine unangenehme Prozedur, die bislang nur spezialisierte Ärzte vornehmen. Durchgeführt werden könnte sie zukünftig aber auch von einem Roboter, wie ihn das Start-up Ophthorobotics entwickelt. Er erstellt mit Hilfe zweier Kameras ein 3D-Bild des Auges, berechnet die Einstichstelle und positioniert selbstständig die Injektionsnadel. Der Arzt überwacht diese Aktion in Echtzeit und startet per Knopfdruck die Injektion.

Sicherer als der Mensch ist der Roboter, weil er mithilfe von Sensoren misst, ob der Patient das Auge vor dem Einstich bewegt – er kann hierauf „schneller reagieren als wir Ärzte“, gibt sich der Chefarzt Michels bescheiden. Daneben bringt die Maschine weitere Vorteile mit sich, die charakteristisch für das Leistungsvermögen von Robotertechnik sind: Der Roboter speichert automatisch die Daten der Behandlung, beispielsweise welche Dosis in welches Auge gespritzt werden muss und an welche Stelle er injiziert hat. So kann er beim nächsten Mal eine andere Einstechposition berechnen, da zu häufiges Spritzen an derselben Stelle das Auge schädigt. Die Rechenleistung und daraus resultierende künstliche Intelligenz ist also ein weiteres Plus, das der Roboter dem Menschen voraushat.

Die Zukunft der Medizin liegt im Einsatz von technischen Hilfsmitteln

Erstaunlich ist in diesem Zusammenhang das Ergebnis einer Befragung von Ophthorobotics, wonach sich 15 von 15 Patienten mit Makuladegeneration einer Roboter-Behandlung anvertrauen würden. Eine Umfrage der Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC fällt nicht ganz so positiv aus, ist dafür aber zahlenmäßig repräsentativer: Demnach würden sich knapp 50 Prozent von rund 11.000 Befragten aus elf Ländern bei einer „kleineren Operation“ einem Roboter anvertrauen.

Zwar ist die Skepsis unter den Befragten in Deutschland etwas größer – Ängste wie diese ist man hierzulande aber bei ähnlich gelagerten Themen wie dem autonomen Fahren gewohnt. „Ob es uns gefällt oder nicht: Die Zukunft der Medizin liegt eindeutig im vermehrten Einsatz von technologischen Hilfsmitteln“, schlussfolgert Michael Burkhart, Leiter des Bereichs Gesundheitswesen und Pharma bei PwC Deutschland, und verknüpft diese Erkenntnis mit einem nicht ganz unwichtigen Hinweis: Dies dürfe man sich nicht so vorstellen, dass künstliche Intelligenz und Robotik den Arzt tatsächlich ersetzten – „wohl aber werden sie ihm immer mehr Aufgaben abnehmen“.

Eine zentrale Frage: Wie nahe ist der Arzt zukünftig am Patienten?

Eine zentrale Frage, die Mediziner wie Patienten hierbei umtreibt, lautet: Wie nahe ist der Arzt zukünftig am Patienten? Der Augenroboter von Ophthorobotics entlässt den Arzt aus dem Operationssaal – er kann den Roboter von seinem Sprechzimmer aus steuern, mit dem Patienten über eine Skype-ähnliche Technik kommunizieren. Bei Medizinrobotern wie dem Da-Vinci-System aus dem Hause Intuitive Surgical sitzen Ärzte ebenfalls mehrere Meter vom Operationstisch entfernt – und steuern die beweglichen Greifarme des OP-Roboters mittels Konsole. Damit das funktioniert, sind die Greifarme nicht nur mit Instrumenten, sondern auch mit einer endoskopischen Kamera ausgestattet. Sie werden minimal-invasiv in den Bauchraum eingeführt. Die Handbewegungen der Chirurgen werden an der Konsole auf die elektronischen Roboterarme übertragen – millimetergenau. Und: Unwillkürliche Bewegungen des Chirurgen werden dabei ausgeglichen.

So verführerisch das mit Blick auf Sicherheitsaspekte ist – es gibt auch Konzepte, die den Arzt nicht vom OP-Tisch trennen. Ein solches System bietet Medineering an. Dr. Maximilian Krinninger ist CTO und Gründer des Start-ups. Er erklärt: „Im Gegensatz zum Da-Vinci-System bleibt der Chirurg bei unserem System die zentrale Figur am OP-Tisch. Er kann den Grad der robotischen Assistenz selbst wählen.“ Das System wurde für den Einsatz an anatomisch beengten und sensiblen Körperregionen entwickelt. Es besteht aus einem kompakten Roboter mit einem intelligenten Positionierarm, der direkt an die OP-Tisch-Schiene geschraubt wird und den Roboter trägt. „Unsere erste robotische Lösung ist für die transnasale Endoskopieführung entwickelt und nimmt dem Chirurgen diese physisch anstrengende Aufgabe ab“, so Krinninger.

Die Zulassung des Systems ist für diesen Herbst geplant. So kann man also darüber diskutieren, welche Leistung besser ist: die einer regelmäßig gewarteten Maschine, die medizinische Prozeduren standardmäßig nach einem kontrolliert ablaufenden Schema ausführt, oder die eines Arztes. Letzterer unterliegt zwar tagesabhängigen Leistungsschwankungen, bringt aber seine Erfahrung, seine Intuition oder sein Bauchgefühl in Entscheidungen mit ein. Darüber, dass Robotik Ärzte und Pflegende entlastet, lässt sich allerdings nicht streiten. So hat Kuka Medical Robotics Maschinen im Angebot, die Lasten bis zu 200 kg tragen. Sie können schwere medizinische Ausstattungen im OP bewegen, zum Beispiel einen Röntgen-C-Bogen. Sie können außerdem das Pflegepersonal beim Umbetten von Patienten oder in der Rehatechnik unterstützen.

Die Leistung von Medizinrobotern geht über Menschenmögliches hinaus

Überhaupt, die Rehatechnik. Als Exoskelette kommen Roboteranzüge daher, die Querschnittgelähmten helfen, die Kontrolle über ihre Beine zurückzugewinnen. Während der Fußballweltmeisterschaft in Brasilien 2014 erlangte ein Exoskelett weltweite Bekanntheit: der Roboteranzug des Walk-Again-Projects, entstanden unter der Leitung von Prof. Gordon Cheng am Lehrstuhl für Kognitive Systeme an der TU München. Getragen wurde er beim Anstoß der WM von einem Querschnittgelähmten, der ihn mit der Kraft seiner Gedanken steuerte. Möglich wurde das Ganze dank einer künstlichen Haut mit Sensoren, die den Druck beim Aufsetzen des Fußes erfasst. Der Druck wird in Vibrationen umgewandelt, die der Patient dank kleiner Motoren am Oberarm spürt. Nach ein paar Monaten Training verbindet das Gehirn diese Vibrationen wieder mit den Bewegungen von Bein und Fuß.

Jenseits solcher spektakulären Fälle können Roboter im Klinikalltag Aufgaben übernehmen, die die Mitarbeiter nicht nur in Bezug auf körperliche Lasten, sondern auch in anderen Belangen unterstützen. Der Roboter-Butler Relay könnte ein solcher Zeitgenosse werden. Knapp einen Meter groß, kann er in belebten Umgebungen autonom arbeiten. Bedienen könnte man sich seiner in Kliniken zur Auslieferung von Medikamenten.

Auf den ersten Blick mutet es seltsam an, dass all diese Operationen, Rehamaßnahmen oder medizinischen Dienstleistungen nicht von Menschen, sondern von Maschinen erbracht werden. Wo bleibt der zwischenmenschliche Kontakt, mögen Skeptiker fragen: Ist es nicht angenehmer, mit einem Physiotherapeuten das Laufen zu trainieren als mithilfe eines Exoskeletts? Trägt ein Krankenpfleger, der einem nicht nur die Medikamente, sondern auch noch ein paar nette Worte zukommen lässt, nicht wesentlich zum Heilungsprozess bei? Sicher.

Doch spielt man Mensch und Maschine nicht gegeneinander aus, fragt man nicht nach einem Entweder-oder, sondern danach, wie sich beide sinnvoll ergänzen, können alle nur gewinnen. Der demografische Wandel erfordert es, die Effizienz von Gesundheitssystemen zu steigern. Medizinisches Personal spart dort Kraft und Zeit, wo Roboter einfach besser sind. Diese kann es dann im besten Fall für ein paar aufmunternde Worte nutzen und die Frage, ob es dem Patienten schon besser geht.

Dieser Beitrag erschien zuerst in unserem Partnerportal Devicemed.

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