Robotik

Robotik in der Chirurgie

Die Digitalisierung macht auch vor dem Operationsraum nicht halt. Roboter, die fast selbständig Operationen durchführen, werden immer häufiger eingesetzt. Lennart Stieglitz, Leitender Arzt der Neurochirurgie am Universitätsspital Zürich, zeigte in seinem Vortrag an der Veranstaltungsreihe «Wissen-schaf(f)t Wissen», was die Maschinen bereits können und was noch nicht.

Stefanie Keiser

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Werden in der Chirurgie erfolgreich eingesetzt: Ferngesteuerte Roboter, die sensible Eingriffe an Patientinnen und Patienten durchführen. (Bild: Intuitive Surgical, Inc.)

Der Einsatz von Robotern in der Chirurgie ist eine relativ junge Disziplin, die der Neurochirurg Lennart Stieglitz von Anfang an miterlebt hat. Roboter werden mit dem Ziel eingesetzt, Ärzte zu entlasten, Arbeitsschritte zu automatisieren und die Präzision bei operativen Eingriffen zu steigern. «Doch es bleiben grosse Unterschiede, denn ein Chirurg ist in erster Linie ein Arzt und nicht nur Ausübender des Handwerks», sagte Stieglitz. Eine Umfrage im Publikum zu Beginn des Vortrags brachte allerdings das überraschende Ergebnis, dass eine überwiegende Mehrheit sich lieber von einem Roboter, als von einem Chirurgen operieren lassen würde.

Vielseitige Einsatzgebiete

Bereits 1985 wurde erstmals ein Industrieroboter dazu umfunktioniert, kleinere chirurgische Handgriffe durchzuführen, führte Sieglitz aus. Doch richtigen Schub in der Entwicklung gab es erst später durch den Einfluss der NASA und dem Militär. Sowohl im Weltall als auch in Krisengebieten sind medizinische Interventionen durch Ärzte oftmals kaum möglich. Eine Alternative könnten Robotersysteme bieten, die von Chirurgen aus der Ferne gesteuert werden, so die Überlegung. Mit dieser Vision wurde die Entwicklung von Operationsrobotern in den vergangenen Jahren vorangetrieben.

Verschiedenste andere Computersysteme würden mittlerweile regelmässig in den unterschiedlichsten chirurgischen Disziplinen eingesetzt, sagte Sieglitz. Ein Drittel davon im Gebiet der allgemeinen Chirurgie. Meist sitzt dabei ein Chirurg in einem Nebenraum und bedient mittels Fernbedienung einen Roboter, welcher im Operationssaal den Patienten ohne das geringste Zittern und ohne Ermüdungserscheinungen operiert. Auch in der Neurochirurgie, dem Spezialgebiet von Privatdozent Lennart Stieglitz, kommen heute Roboter zur Anwendung. Hochkonzentrierte Ultraschallwellen könnten beispielsweise millimetergenaue Läsionen im Gehirn setzen, ohne dafür ein Loch in den Schädel bohren zu müssen (MR guided High Intensity Fucused Ultrasound). Solche zielgenaue Läsionen würden es beispielsweise einem Patienten erlauben, wieder einen Löffel zum Mund zu führen, der zuvor wegen heftigem Zittern nicht mehr zu selbstständigem Essen in der Lage war.  Am erfolgreichsten sei aber momentan der Einsatz von computergesteuerten Robotern im Bereich der Orthopädie, meinte Stieglitz. Roboter können beispielweise beim Einsetzen eines neuen Hüftgelenks die Schnittstelle extrem präzise berechnen und anschliessend die Implantation in den Knochen so exakt ausführen, wie es einem Chirurgen nie möglich wäre.

Auch in der Ausbildung von jungen Ärzten sei der Einsatz von Robotern sehr wertvoll. Durch Computer-generierte Simulationen können Anfänger den Ablauf üben, bevor sie zum ersten Mal einen Menschen operieren. «Sie wollen ja nicht einen Anfänger haben, der an Ihnen rumschnippelt», merkte Stieglitz an. Doch alles kann man leider nicht mit Simulatoren üben: Wie sich das Gewebe anfühlt und wieviel Druck man ausüben darf, können Geräte bis heute nicht simulieren.

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Lennart Stieglitz: «Roboter sollten Ärzte entlasten.» (Bild: zVg)

Kein Vorteil ohne Nachteil

Die Ergebnisse solcher Eingriffe seien faszinierend. Doch der Einsatz von computergesteuerten Robotern berge auch Nachteile, betonte Lennart  Stieglitz. Die Kosten für Anschaffung, Updates, Service und Versicherung können enorm hoch sein. Meist sind die Geräte auch sehr gross und benötigen im bereits eng bemessenen Operationssaal viel Platz. Zudem ist der in vielen Situationen doch unerlässlicher Tastsinn bei Robotern bis heute kaum vorhanden. Nicht zuletzt ist das Gesicht eines Chirurgen für viele doch vertrauenserweckender, menschlicher und persönlicher als ein abstraktes Konstrukt aus Schrauben und Metall.

«Letzendlich geht die Arbeit eines Chirurgen weit über das eigentliche «Handwerk» hinaus», sagte der Neurochirurg. Doch wer ist nun besser, der Computer oder der Mensch? Zur Beantwortung dieser Frage stellte Stieglitz die Ergebnisse einiger wissenschaftlicher Studien vor. Erstaunlicherweise schnitten die Roboter in den meisten Studien bisher nicht besser ab als die Chirurgen. Weder war der Spitalaufenthalt kürzer, noch der Blutverlust geringer oder die Heilungschancen besser. In den meisten Fällen war der Roboter  langsamer als der Mensch. «Operationsroboter sind heute zwar unglaublich interessant und können gut eingesetzt werden, aber noch ist es so, dass sie in den meisten Fällen keine spürbaren Vorteile für den Patienten bringen», brachte es Lennart Stieglitz auf den Punkt.

Nichtsdestotrotz hält der Neurochirurg an seiner Leidenschaft fest. Was heute als unmöglich gelte, wird morgen vielleicht schon Wirklichkeit sein. Aktuell arbeitet Lennart Stieglitz zusammen mit dem Team von Brad Nelson an der ETH Zürich an der Entwicklung einer Methode, bei der man mit Hilfe von Magnetfeldern eine Elektrode quer durch ein Gel und in Zukunft vielleicht auch durch das Gehirn steuern kann. Bis jetzt kann man am Menschen nur auf geradem Weg ein tief liegendes Ziel erreichen. Diese neue Methode könnte es eines Tages ermöglichen, auch in Kurven vorzugehen. Dann könnte man wichtige Organe und Blutgefässe einfach umfahren, was eine riesige Erleichterung für den Chirurgen wäre.

Was die Zukunft bringen wird, wird sich weisen. Vielleicht sitzen eines Tages mehrere Chirurgen, die auf einzelne Eingriffe spezialisiert sind, irgendwo in einem Raum und führen mittels Telechirurgie auf der ganzen Welt Operationen durch. «Ob dies erstrebenswert ist, überlasse ich ihnen», meinte Lennart Stieglitz abschliessend mit einem Schmunzeln.

«Wissen-schaf(f)t Wissen»

Die letzte Veranstaltung der aktuellen «Wissen-schaf(f)t Wissen» » des Zürcher Zentrums für Integrative Humanphysiologie (ZIHP) Reihe findet am 19. Juni mit dem Titel «Das Kreuz mit dem Kreuz – der Heilung auf die Sprünge helfen» statt. Frau Prof. Dr. Karin Würtz-Kozak von der ETH Zürich referiert zum Thema der Regenerativen Medizin.

Stefanie Keiser ist wissenschaftliche Koordinatorin am Zürcher Zentrum für Integrative Humanphysiologie (ZIHP)

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