Roboter im Operationssaal

„Mensch – Maschine – Medizin“ lautet der Titel eines Symposiums am kommenden Samstag im HNF. Es ist eine Kooperation mit der Ostwestfälischen Stiftung Gesundheit und Soziales; behandelt werden Robotik und digitale Anwendungen in der Chirurgie. Die Tagung richtet sich an Ärzte wie an medizinische Laien. Im Folgenden gehen wir auf die Geschichte der Roboter-Chirurgie ein.

Erfunden hat sie der Offenbacher Chemie-Ingenieur und Schriftsteller Ludwig Dexheimer. Für Das Automatenzeitalter – so der Titel seines Romans von 1930 – entwarf er winzige Roboter, die Augen operierten. Leider strich der Lektor die betreffende Passage, sie stand erst 2004 in der Neuauflage des Buches. 1939 beschrieb der englische Science-Fiction-Autor John Russell Fearn, auch als Vargo Statten bekannt, automatische Chirurgen normaler Größe; hier sieht man drei von ihnen in Aktion.

Die erste echte Roboter-Operation fand am 11. April 1985 in einem Krankenhaus im kalifornischen Long Beach statt. Mit Hilfe eines Computertomographen lenkte ein menschlicher Chirurg den Arm eines Industrieroboters zum Schädel des Patienten; am richtigen Punkt wurde eine Nadel eingeführt und Gehirngewebe entnommen. Im Jahr zuvor fungierte ein anderes System in Kanada als Operationsschwester. Wie man im Video erkennt, reagierte die „scrub nurse“ auf gesprochene Befehle und gab auch Antworten.

Der Prototyp des ROBODOC (Foto National Museum of American History Washington, Smithsonian Institution)

In der Folgezeit bildete sich eine Kategorie von medizinischen Robotern heraus, die relativ eigenständig mit einer Programmsteuerung operierten. In den späten 1980er-Jahren schuf ein Team im Londoner Imperial College den PROBOT, in den frühen Neunzigern konzipierte die Integrated Surgical Systems Inc. den ROBODOC. Die Firma saß in Sacramento; bei der Entwicklung halfen ein IBM-Forscher und die Universität von Kalifornien mit. Der Roboter fräste vor allem Hüftknochen aus, sodass künstliche Gelenke eingesetzt werden konnten.

Der Hersteller stellte ihn am 7. November 1992 in Amerika vor, zugelassen wurde er jedoch nur in Europa. Ab 1994 arbeitete er in einer Klinik in Frankfurt am Main. Das Presseecho war lange Zeit positiv; im Jahr 2000 schilderte der SPIEGEL, wie ROBODOC eine Kniegelenk-Prothese implantierte. Bis dahin hatte er bei 2.700 Hüftoperationen mitgewirkt. Im Januar 2003 platzte aber die Bombe: Unter der Überschrift Regelrecht ausgebeint berichtete das Nachrichtenmagazin über Kunstfehler des Roboters. Das Fernsehen schloss sich an. Hier sind zwei Berichte aus den Jahren 2003 und 2004.

Operationsroboter CASPAR im HNF

Es kam zur Gründung einer Initiative von Geschädigten und zu Gerichtsprozessen bis hin zum Bundesgerichtshof. Die deutschen ROBODOCs verschwanden aus den Krankenhäusern; im Juni 2005 machte Hersteller Intergrated Surgical Systems dicht. Der Operationsroboter wurde an anderer Stelle weiterentwickelt und erhielt 2008 die amerikanische Zulassung. Der jetzige Anbieter ist eine Firma namens THINK. Der ROBODOC-Prototyp und Unterlagen zum System befinden sich im Nationalmuseum für amerikanische Geschichte in Washington.

Das Heinz Nixdorf MuseumsForum zeigt das deutsche Gegenstück des ROBODOC: CASPAR. Das Wort steht für Computer Assisted Surgical Planning and Robotics; Produzent war die Firma orto Maquet im badischen Rastatt. CASPAR operierte Hüft- und Knie-Gelenke; der erste Einsatz fand 1997 in Erlangen statt. Der Roboter wurde bis 2004 gefertigt; insgesamt fanden 43 Stück einen Abnehmer. Das Exemplar im HNF betätigte sich einst im Brüderkrankenhaus St. Josef in Paderborn; das ist ein Bericht darüber aus den 2000er-Jahren.

Roboter Hugo kommt von der Medtronic GmbH in Meerbusch bei Düsseldorf (Foto DLR)

Die zweite Kategorie der Medizinroboter umfasst Manipulatoren mit direkter menschlicher Steuerung. Der Chirurg sitzt vor einem Monitor oder auch vor zweien bei einer 3D-Anlage. Hier sieht jedes Auge ein separates Bild, das mit dem anderen zu einer räumlichen Ansicht verschmilzt. Die Hände stecken in speziellen Griffen. So kann der Arzt die Instrumente bedienen, die die Arme des Roboters in den Patienten einführen. In ähnlicher Weise werden die Endoskope mit den Kameras dirigiert, die die Bilder der erwähnten Monitore liefern.

Der wohl bekannteste Operationsroboter heißt da Vinci und geht auf Arbeiten zurück, die in den 1980er-Jahren im kalifornischen Forschungsinstitut SRI International stattfanden. Ab 1995 brachte die Firma Intuitive Surgical das Gerät zur Marktreife; 1999 bot sie es in Europa und ein Jahr später in den USA an. 2003 schloss sie sich mit dem Konkurrenten Computer Motion zusammen, der die Systeme AESOP und ZEUS entwickelte hatte. Inzwischen sind über 6.700 da Vincis in Betrieb; 2021 setzte Intuitive Surgical 5,7 Milliarden Dollar um. In diesem Video aus dem Jahr 2019 erleben wir den Roboter der Uniklinik der RWTH Aachen.

Chirurgiesystem MiroSurge des DLR: Rechts erkennt man die Mechanik für die rechte Hand. (Foto DLR)

Es gibt natürlich noch mehr Typen von Medizin-Robotern. Wer sich informieren möchte und 932 Euro übrig hat, mag eine Enzyklopädie erwerben. Gratis sind ein Überblick von 2021 und ein technikhistorischer Artikel über ROBODOC aus dem Jahr 2007. Zum Schluss laden wir alle Interessenten zum Symposium Mensch – Maschine – Medizin ein, das am Samstag im HNF über die Bühne geht. Themen sind die medizinische Robotik und die digitale Chirurgie; Kooperationspartner ist die Ostwestfälische Stiftung Gesundheit und Soziales.

Das Eingangsbild oben entstand 2015 bei einem Science-Festival in Cambridge (Foto Cmglee CC BY-SA 3.0 seitlich beschnitten). Es zeigt einen Da-Vinci-Roboter. Bleiben Sie gesund!