Robotergestützte Mikrochirurgie
Das Projekt STREAM (Scaled telerobotics for enhanced microsurgery) entwickelt innovative Robotersysteme zur Verbesserung der Instrumentenführung in chirurgischen Eingriffen. Die Systeme unterstützen die mechanischen Fähigkeiten des Operateurs und tragen somit zu einem positiven Behandlungsergebnis bei, was erreicht wird, indem der Operateur jederzeit Kontrolle über den interaktiven kraft- und momentumgesteuerten Assistenzroboter ausübt. Überwacht durch den Arzt kann das Robotersystem schnell, geschickt und präzise hochkomplexe Eingriffe über größere Distanzen durchführen. Die räumlichen Grenzen, die dem Operateur bei operativen Eingriffen mitunter gesetzt sind, überwindet der Roboter und kann Operationen auch ferngesteuert durchführen. Auch zeitliche Grenzen stellen kein Problem mehr dar, da der Operationsverlauf aufgezeichnet und nach der Operation analysiert und ausgewertet wird. Auch der Maßstab ist beim Einsatz des Chirurgieroboters unproblematisch, da der Operateur Kraft und Momentum des Assistenzroboters steuern kann, sowohl bei großen Bewegungen und Kräften als auch bei hochpräzisen Eingriffen, die eine hohe Geschicklichkeit erfordern. Eine solche hochpräzise Operationsweise demonstrierte STREAM an einer mikrochirurgischen Netzhautoperation. Das neue System erleichtert die Durchführung von Teleoperationen, da durch Steuerungsinformationen das Risiko menschlichen Versagens und Beeinträchtigungen durch unbekannte Umgebungsbedingungen weitestgehend ausgeräumt und Operationen mit zuverlässigem, vorhersagbarem und sicherem Ergebnis durchgeführt werden können. Die Forscher von STREAM entwickelten auch die Hardware-Komponenten mit umfassender Einweisung, um den sicheren Operationsbetrieb zu gewährleisten. Zum Teil leistet dies ein Simulationsmodell, an dem der Chirurg vor der Operation Üben und Experimentieren kann, um die Operationsbedingungen optimal einzurichten. Getestet wurden inzwischen die Bedingungen für eine robuste bilaterale Steuerung an einem Teleoperationssystem mit 1 DOF (1 Degree of Freedom), das später auf Systeme mit mehreren DOF erweitert werden soll. Zudem wurde ein neuer 4-DOF-Assistenzroboter für netzhautchirurgische Eingriffe entwickelt und mit Schnittstellen ausgerüstet. Derzeit wird ein Sensor entwickelt, der Interaktionskräfte mit der Netzhautoberfläche messen kann.