nach oben

Erschienen in:

02.02.2018 | Leitthema

Neues zu mechatronischen Assistenzsystemen und Telemanipulatoren

verfasst von: S. Koller, Y. S. Krieger, N. Marahrens, S. V. Brecht, D. Ostler, T. Vogel, M. Kranzfelder, D. Wilhelm, T. C. Lüth

Erschienen in: coloproctology | Ausgabe 2/2018

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Hintergrund

Minimal-invasive Eingriffe werden immer komplexer – eine entsprechende Weiterentwicklung der menschlichen Geschicklichkeit ist jedoch nicht möglich. Mechatronische Assistenzsysteme haben das Potenzial, die Geschicklichkeit über natürliche Grenzen hinaus zu erweitern. Die aktuelle Verwendung von universellen Chirurgiesystemen ermöglicht es jedoch noch nicht, auf eingriffs- und patientenspezifische Besonderheiten einzugehen.

Ziel der Arbeit

Ziel ist es daher, die Auslegung mechatronischer Supportsysteme und deren Integration in den chirurgischen Workflow als Teil einer präzisen, präoperativen Therapieplanung einzubeziehen. Es soll erreicht werden, dass nicht mehr der Patient einer Operationsmethode angepasst, sondern vielmehr die Operation individuell an die besonderen Patientenvoraussetzungen adaptiert wird.

Material und Methoden

Nach der Analyse bestehender Robotersysteme in der Chirurgie werden aktuelle Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet vorgestellt und in den aktuellen Kontext gesetzt. Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen werden aufgezeigt.

Ergebnisse

Mittels automatisierter Auslegung und additiver Fertigung lassen sich individualisierte Manipulatorsysteme für minimal-invasive Eingriffe realisieren. In Kombination mit angepassten Softwaremodulen entstehen somit adaptive mechatronische Supportsysteme, die individuell auf Patient, Operateur und Eingriff zugeschnitten sind.

Schlussfolgerungen

Individualisierbare Medizintechnik wird durch neue Technologien immer realistischer. Derzeit erfolgt die erste klinische Evaluierung individuell angepasster Hardwarelösungen. Erste Softwarekonzepte zeigen zudem den Weg hin zu kognitiven Assistenzsystemen und zu deren Integration in ein vernetztes OP-Umfeld auf.

Arkenbout EA et al (2015) A state of the art review and categorization of multi-branched instruments for NOTES and SILS. Surg Endosc. https://doi.org/10.1007/s00464-014-3816-z PubMed

Bihlmaier A (2016) Learning dynamic spatial relations: the case of a knowledge-based endoscopic camera guidance robotCrossRef

Blum T et al (2010) Modeling and segmentation of surgical workflow from laparoscopic video. MICCAI 2010. Springer, Berlin, S 400–407

Burgner-Kahrs J et al (2015) Continuum robots for medical applications: a survey

Can S et al (2008) The mechatronic support system “HVSPS” and the way to NOTES. Minim Invasive Ther Allied Technol 17(6):341–345CrossRefPubMed

Feussner H et al (2015) Developments in flexible endoscopic surgery: a review. Clin Exp Gastroenterol. https://doi.org/10.2147/ceg.s46584 PubMed

Friedrich DT et al (2017) An innovate robotic endoscope guidance system for transnasal sinus and skull base surgery: proof of concept. J Neurol Surg B Skull Base. https://doi.org/10.1055/s-0037-1603974 PubMed

Gillen S et al (2014) Solo-surgical laparoscopic cholecystectomy with a joystick-guided camera device: a case-control study. Surg Endosc 28(1):164–170CrossRefPubMed

He K et al (2017) Mask r‑cnn. arXiv:1703.06870

10.

Kaouk JH et al (2014) A novel robotic system for single-port urologic surgery: first clinical investigation. Eur Urol. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2014.06.039

11.

Kavoussi L et al (1995) Comparison of robotic versus human laparoscopic camera control. J Urol 154(6):2134–2136CrossRefPubMed

12.

Koller S et al (2015) SISTUM – The single incision system of the Technische Universität München. IEEE ROBIO.CrossRef

13.

Kübler B, Seibold U (2017) Aktueller Stand und Entwicklung robotergestützter Chirurgie. In: Kramme R (Hrsg) Medizintechnik. Springer, Berlin, S 879–891CrossRef

14.

Kranzfelder M et al (2012) Real-time monitoring for detection of retained surgical sponges and team motion in the surgical operation room using radio-frequency-identification (RFID) technology: a preclinical evaluation. J Surg Res 175(2):191–198CrossRefPubMed

15.

Krieger YS et al (2017) Fatigue strength of laser sintered flexure hinge structures for soft robotic applications. IROS IEEE/RSJ, S 1230–1235

16.

Krieger YS et al (2017) Multi-arm snake-like robot. ICRA, S 2490–2495

17.

Lalys F, Jannin P (2014) Surgical process modelling: a review. Int J Comput Assist Radiol Surg 9(3):495–511CrossRefPubMed

18.

Long JA et al (2007) Development of miniaturized light endoscope-holder robot for laparoscopic surgery. J Endourol 21(8):911–914CrossRefPubMed

19.

Marahrens N, Koller S et al (2017) Deep learning-based robotic endoscope guidance. Jahrestagung CURAC.

20.

Pandya A, Reisner L et al (2014) A review of camera viewpoint automation in robotic and laparoscopic surgery. Robotics 3(3):310–329CrossRef

21.

Remacle M et al (2015) Transoral robotic surgery (TORS) with Medrobotics Flex System. Eur Arch Otorhinolaryngol:1451–1455. https://doi.org/10.1007/s00405-015-3532-x PubMedCentral

22.

Ren S, He K et al (2015) Faster R‑CNN: towards real-time object detection with region proposal network. Neural information processing systems

23.

Sun Z et al (2011) Enhancement of a master-slave robotic system for natural orifice transluminal endoscopic surgery. Ann Acad Med Singap 40(5):223–230PubMed

24.

Schneider A, Feussner H (2017) Biomedical engineering in gastrointestinal surgery. Elsevier, Amsterdam

25.

Wijsman PJM et al (2017) First experience with THE AUTOLAP™ SYSTEM: an image-based robotic camera steering device. Surg Endosc:1–7. https://doi.org/10.1007/s00464-017-5957-3 PubMed

Titel: Neues zu mechatronischen Assistenzsystemen und Telemanipulatoren
verfasst von: S. Koller
Y. S. Krieger
N. Marahrens
S. V. Brecht
D. Ostler
T. Vogel
M. Kranzfelder
D. Wilhelm
T. C. Lüth
Publikationsdatum: 02.02.2018
Verlag: Springer Medizin
Erschienen in: coloproctology / Ausgabe 2/2018
Print ISSN: 0174-2442
Elektronische ISSN: 1615-6730
DOI: https://doi.org/10.1007/s00053-017-0226-4

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Mit medbee Pocketcards sicher entscheiden.

^{Seit 2022 gehört die medbee GmbH zum Springer Medizin Verlag}

Kostenlos registrieren

Update Innere Medizin

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Live-Webinar "Urologie und Sexualmedizin in der Praxis"

Springer Medizin

Neues zu mechatronischen Assistenzsystemen und Telemanipulatoren