Medizinische Robotik und Training

Der Einsatz medizinischer Roboter in der Chirurgie bietet die Möglichkeit, operative Interventionen mit einer nie dagewesenen Flexibilität und Präzision durchzuführen und gleichzeitig das medizinische Personal zu entlasten. Die Kollaboration zwischen Mensch und Roboter ist dabei von zentraler Bedeutung. Ziel ist es daher, die Benutzerfreundlichkeit für den Menschen zu steigern und gleichzeitig den medizinischen Robotern ein ausgeprägtes Verständnis ihrer Umgebung zu vermitteln. Um dies zu gewährleisten, werden unter anderem die Bewegungen des medizinischen Personals sowie des Roboters nachverfolgt und basierend auf den gesammelten Daten eine Gesten- und Sprachsteuerung mittels einer Datenbrille implementiert. Darüber hinaus ist die Erforschung der Interaktion von kollaborativen Robotern unter einander von großem Interesse, um den Grad der Autonomie im Operationssaal zu steigern. Die Nutzung/Anwendung von verschiedenen Methoden des maschinellen Lernens spielt dabei in jedem Bereich eine fundamentale Rolle.

Ein System zur automatisierten Erfassung chirurgischer Fähigkeiten anhand von Videodaten hat das Potenzial zum standardisierten und objektiven Benchmarking. Hierdurch wird ein individualisiertes Feedback für Ausbildungszwecke ermöglicht, welches zuvor nur unter Expertenaufsicht erfolgen konnte. Zusätzlich ist eine retrospektive Analyse zur Verfeinerung der Fähigkeiten möglich. Am Fraunhofer IMTE werden Methoden des maschinellen Lernens genutzt, um eine automatisierte Auswertung von Trainingsvideos zu realisieren. In Kooperation mit dem UKSH Lübeck sollen diese Methoden für die Bewertung und Ergänzung eines Trainingscurriculums für die robotische Chirurgie eingesetzt werden. 

Durch eine einheitliche Vernetzung von medizinischen Geräten ist es möglich, Prozesse im OP drastisch zu vereinfachen. Anstelle der Nutzung proprietärer Netze ist das Ziel hier ein herstellerunabhängigen Datenaustausch zwischen den Geräten, um so dem Anwender alle vorliegenden Informationen gebündelt zur Verfügung zu stellen. Auf der anderen Seite können Prozesse im OP auch gezielt verbessert und beschleunigt werden. Dazu wird das Netz der medizintechnischen Geräte im LIROS durch diverse Trackingsysteme erweitert, mit deren Hilfe nicht nur die Position des OP-Teams sondern auch medizintechnische Geräte wie beispielsweise die chirurgischen Roboter nachverfolgt und so deren Interaktionen untereinander analysiert werden. Mit Hilfe von Augmented Reality können den Chirurg*innen darüber hinaus zusätzliche Informationen bereitgestellt werden. Auch die Kommunikation zwischen den Teammitgliedern im OP ist von zentraler Bedeutung, denn sie muss einwandfrei funktionieren und wichtige Warnsignale rechtzeitig wahrgenommen werden. Zusätzlich kann eine Sprachsteuerung zur Bedienung verschiedener Systeme Prozesse vereinfachen.