Roboter in der Medizin

• Mensch:
  • Stärken: Koordination, Flexibilität, Lernfähigkeit, hochentwickelt, begründungsfähig, reaktionsschnell, urteilsfähig
  • Schwächen: Zittern, Ermüdung, begrenztes Geschick, nutzt meist keine quantitaiven Informationen, Infektionsgefahr, Sterilität
• Roboter:
  • Stärken: geometrische Genauigkeit, unermüdlich, robust, sterilisierbar, Sensorfusion
  • Schwächen: kaum urteilsfähig, teuer, schwer zu programmieren, Prüfbarkeit, begrenzte Fähigkeit komplexe Manipulationsvorgänge mit Kameraunterstützung durchzuführen.
• Ziel: Stärken beider Gruppen zusammen zu nuetzen und in einem System zu vereinigen.
• Sicherheit: Hardware und Software redundant mittels zusätzlicher Sensorik, Motoren, Prozessoren, Notausschaltern, kontinuierlichen Prüfroutinen.
• Werkzeuge autoklavierbar.
• wesentlicher Aspekt: Mensch-Maschine-Schnittstelle.
• Klassifikation von Robotern nach DiGioia:
  • Passive Systeme: verrichten generell keine Aktionen, versorgen Chirurg mit zusätzlichen Informationen vor und während des Eingriffs. Unterklassen: Simulatoren, Navigationsgeräte, Positionierhilfen.
  • Halb-Aktive Systeme: zwingen den Chirurgen einer vorher definierten Strategie zu folgen. Eingriff vom System ``geführt''. Ausführung, Verantwortung und Kontrolle beim Arzt.
  • Aktive Systeme: Fähigkeit, Operationsschritte selbst durchzuführen.
• Klassifikation nach Taylor:
  • Unterstützende Geräte: Dienen der Überwachung von chirurgischen Werkzeugen in Aufgaben, welche sonst vom klinischen Personal durchgeführt werden.
  • Navigationshilfen: Zeigen jederzeit die aktuelle Position eines chirurgischen Instrumentes relativ zur Patientenanatomie an
  • Positioniersysteme: intraoperativ, aktuelle Position relativ zur Patientenanatomie; zusätzliche Anfahrt von präoperativ geplanten Positionen
  • Operierende Roboter: hohe Genauigkeit, fahren präoperativ bestimmte Trajektorien im realen Gewebe nach