Helfer aus Stahl

Leise brummend senkt sich der Roboter von der Saaldecke herab. Seine blauen, tentakelähnlichen Haltearme schieben ihn in Startposition neben dem Operationstisch. Mit einem Griff klinkt der Chirurg den Bohrer in die Apparatur und steuert das Werkzeug millimeterdicht an den Kopf seines Patienten. Ein letzter Kontrollblick auf den Computermonitor, um die vorausberechnete Stellung des Geräts mit den aktuellen Messdaten zu vergleichen. Dann fräst sich der Bohrkopf in den Schädelknochen des Liegenden, punktgenau, ohne im Geringsten zu zittern.Noch erprobt "Otto von Decke", wie die Krankenschwestern ihren stählernen Kollegen getauft haben, sein Können ausschließlich an Plastikpuppen und Tierköpfen. Doch schon in wenigen Wochen soll er zum ersten Mal bei der Operation eines Menschen assistieren."Vor kurzem haben wir vom Tüv die Zulassung für den Roboter bekommen. Jetzt steht seinem Einsatz nichts mehr im Wege", freut sich Tim Lüth. Der 33-jährige Elektroingenieur und Informatiker leitet seit drei Jahren ein Forschungslabor für Medizinrobotik an der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Charité. Gemeinsam mit dem Direktor der Klinik, Jürgen Bier, und einem Team aus Technikern, Software-Experten und Medizinern hat er "Otto" entwickelt. Das notwendige Geld erhielt er von Sponsoren, darunter Universitätsinstitute, Stiftungen und mehrere Firmen. "Rund fünf Millionen Mark sind für das Projekt veranschlagt", sagt Lüth. "Allein der Roboter kostet etwa 1,3 Millionen."Dass "Otto" seinen Preis wert ist, bezweifeln die Erfinder nicht. "Bislang gab es auf der ganzen Welt keinen Roboter für die Gesichtschirurgie. Dabei kommt es gerade bei Operationen am Kopf auf allerhöchste Präzision an", sagt Klinikleiter Jürgen Bier. Er ist darauf spezialisiert, missgebildete oder durch Unfälle und Tumoroperationen verletzte Gesichter wiederherzustellen. Ein Kunstohr befestigenOftmals muss er ganze Körperteile wie etwa ein Ohr durch Prothesen ersetzen. Um das Kunstohr am Kopf zu verankern, werden dem Patienten kleine Titanstifte in den Schädelknochen gedreht. "Bohrt der Chirurg die Gewinde von Hand, lässt sich nie genau vorhersagen, wie die Stifte hinterher sitzen werden", sagt Bier. "Wer schon mal versucht hat, drei Nägel absolut parallel in ein Brett zu schlagen, kennt die Schwierigkeit." Deshalb vermessen die Ärzte die Position der Titanpfeiler gewöhnlich erst nach dem Verheilen aller Bohrwunden und geben dann eine passende Prothese in Auftrag für den Patienten eine quälend langwierige Prozedur.Wesentlich schneller soll die Gesichtskorrektur mit Roboterhilfe vonstatten gehen. "Das Gerät fräst und bohrt so exakt, dass wir in der Lage sind, den Sitz der Stifte bis auf Zehntelmillimeter genau vorauszuplanen", erläutert Bier. Nach diesen Maßen vorgefertigt, könne das künstliche Ohr nun gleichzeitig mit den Metallpfeilern am Schädel befestigt werden. Um den Eingriff vorzubereiten, machen die Ärzte vor der Operation mit einem Computertomografen Röntgenaufnahmen vom Kopf des Patienten. Im Rechner übereinander geschichtet, ergeben die Schnittbilder ein dreidimensionales Modell des Schädels. An diesem virtuellen Kranken bestimmt der Chirurg die Bohrpunkte, die der Roboter später anzusteuern hat. Von alleine wird die Maschine ihre Fräse allerdings nicht an die einprogrammierte Stelle navigieren. "Wir haben ,Otto# so konstruiert, dass er sich nur bewegt, wenn ihn der Chirurg anfasst und führt", betont Tim Lüth. "Der Roboter soll den Arzt nicht ersetzten, er soll ihm lediglich als intelligentes Werkzeug dienen."Anders als ein normales Operationswerkzeug ist "Otto" strengen Sicherheitsauflagen unterworfen. Drei Kameras beobachten den Robotereinsatz, um das Gerät bei der kleinsten Unregelmäßigkeit sofort abzuschalten. Zusätzlich prüft die Maschinensoftware ständig, ob der Roboter zu schnelle Bewegungen macht oder an einen unerwarteten Gegenstand stößt. Und sogar für unwahrscheinlichere Zwischenfälle ist Vorsorge getroffen: Bei Erdbeben soll eine besonders haltbare Deckenverankerung "Otto" vor dem Absturz bewahren. "Einen Medizinroboter auszutüfteln, der all den vielfältigen realen Anforderungen entspricht, ist eine ungeheuer komplexe Aufgabe", findet Lüth. Sie lasse sich nur vor Ort in der Klinik lösen, "in enger Zusammenarbeit mit den künftigen Anwendern". Am Interesse der Berliner Ärzte an einer solchen Kooperation mangelt es nach Erfahrung des Ingenieurs nicht. Die Aufgeschlossenheit gegenüber der Robotik sei vielmehr so groß, dass sich die Region langsam zu einer "Hochburg für Medizintechnik" entwickle. So testen Chirurgen der Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie des Deutschen Herzzentrums Berlin derzeit "DaVinci". Der amerikanische Herz-Spezialist aus Blech kommt weltweit bisher höchstens in zehn Krankenhäusern zum Einsatz. Durch kleine Hauteinschnitte dringen seine schmalen Metallarme in den Brustkorb des Patienten. Einer der Arme hält eine Lichtleiterkamera, die beiden anderen tragen Werkzeug, um Herzklappen zu reparieren oder Umgehungsgefäße, so genannte Bypässe, zu legen.Im Gegensatz zu "Otto" arbeitet "DaVinci" ferngesteuert. Der Chirurg sitzt abseits des Operationstisches an einem Bedienpult. Während er am Computer die Bilder verfolgt, die ihm der Kamera-Arm des Roboters liefert, dirigiert er mit zwei joystickähnlichen Griffen die winzigen Zangen und Scheren an den übrigen Tentakeln des Geräts. "Die Maschine wackelt nicht und fügt dem Patienten nur minimale Wunden zu", lobt Klinikdirektor Roland Hetzer "DaVincis" Fähigkeiten. Die Bezeichnung "Roboter" hält er allerdings für übertrieben. "DaVinci" bewege sich schließlich "nie selbstständig".Kreuzband von CasparDas ist bei "Caspar" und seinem älteren Kollegen "Robodoc" anders. Die jeweils etwa eine Million Mark teuren Geräte erledigen ihre Aufgaben vollautomatisch. Nach Angaben der Hersteller, der deutschen Firma ortoMaquet und des amerikanischen Unternehmens Integrated Surgical Systems, waren die Roboter in Europa bereits an mehr als 4 000 Gelenkoperationen beteiligt. Seit Juni hilft "Caspar" in der Potsdamer Privatklinik Sanssouci, neue Kreuzbänder in lädierte Knie einzuziehen. In den DRK-Kliniken Köpenick und Westend unterstützt "Robodoc" die Implantation künstlicher Hüftgelenke. Damit der Prothesenschaft festen Halt bekommt, müssen die Ärzte bei Hüftimplantationen eine maßgeschneiderte Höhlung in den Oberschenkelknochen ihres Patienten feilen. Dieses kraftaufwändige Geraspel kann ihnen der Roboter abnehmen. Mit 70 000 Umdrehungen pro Minute fräst die Maschine das gewünschte Loch, während der Chirurg entspannt zuschaut. Er hat den Eingriff zuvor am Computermodell des Knochens durchgespielt und seinem mechanischen Gehilfen einprogrammiert. "Mit ,Robodoc erreichen wir eine Passgenauigkeit von 98 Prozent. Von Hand schafft ein Arzt dagegen höchstens 35 Prozent Berührungsfläche zwischen Knochen und Kunsthüfte", sagt Heinz Schauwecker, Chefarzt in den DRK-Kliniken Westend. Dank der maschinellen Präzision wachse die Prothese nicht nur besonders gut an. "Sie sitzt so stabil, dass unsere Patienten ihr Bein schon am Tag nach der Operation voll belasten dürfen."Trotz solcher Erfolgsberichte sehen einige Mediziner den raschen Einzug der Stahlassistenten in die Krankenhäuser mit Skepsis. Wolfhart Puhl, Präsident der Arbeitsgemeinschaft Endoprothetik, warnt vor einer "überzogenen Roboterhektik in Deutschland". "Noch gibt es keine wissenschaftlichen Studien, die belegen, dass Implantate nach Operationen mit ,Caspar oder ,Robodoc tatsächlich besser halten", sagt der Ulmer Klinikdirektor und verweist auf die USA. Dort sind die Geräte bislang nicht einmal zugelassen. Vorteile der HandarbeitAuch an der Orthopädischen Klinik der Charité ist Ablehnung zu spüren. "Wenn ich ein neues Hüftgelenk manuell einbaue, dauert das etwa halb so lang wie mit Maschinenhilfe. Dadurch verringert sich das Infektionsrisiko für meinen Patienten erheblich", erläutert der Chirurg Carsten Perka die Vorteile von Handarbeit. Zudem sei ein Arzt viel wendiger und flexibler als die sperrige Apparatur, müsse deshalb für den Eingriff eine kleinere Knochenfläche freilegen und zerstöre weniger Beinmuskulatur. Obgleich momentan eher von ihrer Werbewirksamkeit als von ihren Heilkünsten überzeugt, glaubt Perka dennoch an die Zukunft der Medizinroboter: "Sobald ihre Technologie besser ausgereift ist, werden sie sich als Arzthelfer durchsetzen", lautet seine Prognose. Der Robotikexperte Tim Lüth stimmt dieser Einschätzung zu. "Im Gegensatz zum Menschen ist eine Maschine wie unser Gesichtschirurg ,Otto nie unkonzentriert oder schlecht in Form", argumentiert er und bekennt nicht ohne Erfinderstolz: Natürlich wolle er am liebsten gar nicht unters Messer. "Aber wenn eine Operation notwendig ist, dann vertraue ich mich selbstverständlich meinem Zögling an."BERLINER ROBOTERSCHMIEDE Die Pläne eines brillanten Forschers // Tim Lüth ist der einzige Professor für Medizinrobotik in Deutschland. Seit drei Jahren leitet der Elektroingenieur und Informatiker ein Hightech-Labor an der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Berliner Charité.Gemeinsam mit Ärzten, Softwareexperten und Technikern hat er dort den Chirurgie-Roboter "Otto" entwickelt. Der stählerne Arzthelfer ist darauf spezialisiert, Gesichtsprothesen, etwa künstliche Ohren, Augen und Nasen, präzise in den Schädelknochen zu verankern. In den nächsten Wochen soll das Gerät erstmals bei der Operation eines Patienten assistieren.Finanziert wird die Roboterwerkstatt ausschließlich über Drittmittel. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligte dem Labor einen Zuschuss von 350 000 Mark. Auch die Auszeichnung der Krupp-Stiftung für junge Hochschullehrer, die Lüth unlängst erhalten hat, soll dem Projekt zugute kommen. Mit dem Preisgeld von einer Million Mark will der 33-Jährige die Fähigkeiten seines Roboters so erweitern, dass sich die Maschine bei Strahlentherapien oder in der Lasermedizin einsetzen lässt. (adä. )Der Chirurgie-Roboter "Otto" soll künftig an der Charité bei Gesichtsoperationen assistieren. Von einem Arzt mit der Hand geführt, kann die Maschine sehr exakt bis auf Zehntelmillimeter genau Löcher in den Schädel eines Patienten fräsen. Um dem Operationsteam möglichst viel Bewegungsfreiheit zu lassen, ist das Gerät in der Decke verankert.