LBR Med in der Medizintechnik: Robotergestütztes Lasersystem für Knochenchirurgie

Die AOT AG aus der Schweiz hat ein neuartiges Verfahren zur Knochenchirurgie entwickelt: die kalte, robotergeführte Laser-Ablation. Zur präzisen Durchführung dieser robot-guided Laserchirurgie kommt ein KUKA Roboter zum Einsatz, der nach den einschlägigen Standards zertifiziert ist.

Das Leben schreibt die besten Geschichten, heißt es – und bringt manchmal auch die besten Innovationen hervor. So war eine komplexe kieferchirurgische Behandlung der Tochter des Laserwissenschaftlers Dr. Alfredo E. Bruno der Auslöser für ein persönliches Treffen mit Prof. Dr. Dr. Hans-Florian Zeilhofer, Leiter der Abteilung Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Universitätsspitals Basel und des Kantonsspitals Aarau. Der fachliche Austausch dieses Treffens und die Kombination der beiden Kompetenzbereiche zur robotergeführten Laser-Ablation war die Geburtsstunde der Advanced Osteotomy Tools AG, kurz AOT.

CARLO: Robotergestütztes Lasersystem für die Knochenchirurgie mithilfe des LBR Med

Unser Ziel war es, die Ergebnisse der Knochenchirurgie radikal zu verbessern, indem mechanische Schneideinstrumente durch berührungslose „kalte“ Laser-Photoablation und Medizinroboter ersetzt werden.

Dr. Alfredo E. Bruno, heute Chief Scientific Officer (CSO) und Verwaltungsratsmitglied bei der AOT

Robotergeführte Laser-Ablation als Zukunft der Chirurgie

Das gemeinsame „Kind“ bekam den Namen CARLO, ein Akronym für Cold Ablation, Robot-guided Laser Ostetome. Für Prof. Hans-Florian Zeilhofer stellt CARLO die Zukunft der Chirurgie dar, weil das softwaregeführte, robotergestützte Lasersystem für die Knochenchirurgie mit Unterstützung des LBR Med äußerst präzise Schnitte mit einem beliebigen Muster durchführen kann. „Der Chirurg hat sehr viel mehr Möglichkeiten als mit den bisherigen Verfahren.“

Bisher gab es keine Lösung, um das Knochengewebe im Bereich von Laser-Schnittflächen intakt und vital zu erhalten. CARLO vereint nun Laser und Roboter für die Knochenchirurgie in Form der neuen „kalten“ Lasertechnik mit einem für die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine konstruierten kleinen und leichten, taktilen Roboter. Ergänzt wird das System durch eine komplexe 3D Planungs-, Navigations- und Kontrollsoft- und Hardware. Es fügt sich nahtlos in den Operationssaal ein, arbeitet autonom, lässt dem Chirurgen aber jederzeit die volle Kontrolle über den Eingriff.

Robot-guided Laserchirurgie mit Unterstützung des LBR Med erhöht Präzision

Um diese Präzision zu erreichen, bedarf es neben dem Laser und dem Navigationssystem eines Roboters. So führte der Weg der AOT AG zum LBR Med von KUKA. „Er erfüllt alle unsere Anforderungen und ist momentan der beste Roboter, den es auf dem Markt gibt“, sagt Dr. Alfredo Bruno. „Und da er schon für die Integration in ein Medizinprodukt zertifiziert ist, erspart er uns Zeit bei der Zulassung.“

Sicherheit steht beim Laser und Roboter für die Knochenchirurgie im Fokus

Wie arbeitet CARLO nun? Der Chirurg führt auf Basis von Daten einer CT-Untersuchung die präoperative Planung durch und „füttert“ CARLOs Navigationssystem damit. Eine intuitive App führt den Chirurgen und das technische Personal Schritt für Schritt durch CARLOs Initialisierung. Der Roboter führt den Eingriff dann selbstständig durch. Läuft etwas nicht wie geplant, muss der Arzt den Roboter nur leicht berühren, und das System hält sofort an. „Der LBR Med verfügt über eine ganze Reihe feinster Sensoren. Das geht schneller, als einen Assistenten zu stoppen“, sagt Prof. Hans-Florian Zeilhofer. „Dann geht der Roboter in eine Warteposition und setzt, sobald das Okay erfolgt, die Intervention genau an dieser Position fort.“

Präzisionsarbeit durch robotergeführte Laser-Ablation

Noch ist das allerdings Zukunftsmusik im Bereich der Laser und Roboter für die Knochenchirurgie, da weiterhin die Zertifizierung zum Medizinprodukt läuft. „Da CARLO das erste System seiner Art ist, stellen die Aufsichtsbehörden verständlicherweise sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit“, erläutert Dr. Alfredo E. Bruno. Die AOT AG entwickelt bereits die zweite Generation von CARLO mit weiteren Sicherheits- und Leistungsmerkmalen. Tools, die auch den LBR Med weiter fordern werden.

LBR Med

Der LBR Med zur Mensch-Roboter-Kollaboration fähig und daher gezielt auf die spezifischen Anforderungen des medizinischen Bereichs angepasst.

KUKA Medical Robotics

KUKA Robotersysteme sind im Bereich Medizinrobotik führend und finden in der Medizin vielfältige Einsatzfelder.

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