Medrobotik am Inselspital
Jahresbericht

Der Roboter als Helfer – und als Gegenspieler

Im vergangenen Jahr entwickelten die Kardiologinnen und Kardiologen eine neue Anwendung mit dem Da-Vinci-Operationsroboter. Auf dem Vormarsch sind die Roboter zudem auf einem anderen Feld: in der Neurorehabilitation.

Im letzten Jahr führten die Thoraxchirurgen des Berner Inselspitals eine neue Operation durch: Eine Erstrippenentfernung mit dem Medizinroboter Da Vinci. Der relativ seltene Eingriff ist bei Thoraxoperationen nötig, damit die Gefässe während des Eingriffs genügend Platz haben. «Um die Rippe zu entfernen, gab es bis anhin keinen guten Zugang», sagt Prof. Dr. Ralph Alexander Schmid, Chefarzt der Thoraxchirurgie. «Der Patient musste eine Woche lang im Spital bleiben. Heute werden die Kamera und die Da-Vinci-Arme durch drei kleine Löcher in die Thoraxhöhle eingeführt, was eine ausgezeichnete Sicht auf die erste Rippe ergibt. Der Patient kann das Spital nach der Resektion schon am ersten Tag nach der Operation verlassen.» Das Inselspital besitzt den Da Vinci bereits seit Anfang der Nullerjahre. Zu Beginn wurde er vor allem zur Entfernung von Tumoren und Krebszellen eingesetzt. Doch die Ärzte der Urologie und der Kardiologie entwickeln ständig neue Verfahren, um das Potential des Roboters auszunutzen.

Neben praktischen Anwendungen wird Medizinrobotik am Inselspital am Center for Biomedical Engineering Research (ARTORG) auch grundlegend erforscht. Hier hat Prof. Dr. Stefan Weber in Zusammenarbeit mit der Chirurgie der HNO-Klinik unter der Leitung von Prof. Dr. Marco Caversaccio eine völlig neuartige Operationsmethode entwickelt, um ein Cochlea-Implantat einzusetzen. Eine Etage über Stefan Webers Büro sitzt sein Kollege Prof. Dr. Tobias Nef. Dieser erforscht die Robotik im zweitgrössten Anwendungsfeld: der Rehabilitation nach Schlaganfällen. Dass diese Forschung erst in den vergangenen Jahren Fahrt aufgenommen hat, liegt gemäss Tobias Nef an den Anforderungen: «Reha-Roboter führen keine Befehle aus – sie müssen auf den Patienten eingehen.»

Zwischen Ansporn und Frust

Die ersten Reha-Roboter wie der Lokomat der Schweizer Firma Hocoma ist ein Laufband-Trainingsgerät mit motorisierten Beinstützen. Arme sind aber schwerer zu rehabilitieren. 2007 konstruierte Tobias Nef dafür einen der weltweit ersten Therapieroboter. Aus diesem Prototypen entstand der Roboter Armeo Power, ebenfalls von Hocoma, der weltweit in Reha-Kliniken einzieht. Um die Übungen alltagsbezogen zu machen, werden sie mittels Virtual Reality auf ein Game-Szenario auf einem Bildschirm übertragen: Zum Beispiel muss die Patientin oder der Patient versuchen, Kartoffeln zu kochen. Die Universitäre Neurorehabilitationsabteilung des Inselspitals verfügt seit vergangenem Frühling über einen federgetriebenen Armeo Spring, der bereits bei einigen Dutzend Patientinnen und Patienten eingesetzt wurde. «Die Therapeuten mögen ihn ebenso wie die Patienten», sagt Prof. Dr. René Müri, Leiter der Abteilung. Für schlüssige Resultate sei es noch zu früh. René Müri hofft aber, mithilfe der Studien von Prof. Dr. Laura Marchal-Crespo im Gebiet der Rehabilitation der oberen Extremität einen grossen Fortschritt erzielen zu können.

Laura Marchal-Crespo ist seit zwei Monaten Professorin am ARTORG. Ihr Forschungsgebiet: Die Steuerung von Reha-Robotern. «Die Effekte der heutigen Reha-Roboter sind in etwa vergleichbar mit der manuellen Armtherapie», sagt Laura Marchal-Crespo. «Die Geräte nehmen den Therapeutinnen und Therapeuten ermüdende, repetitive Arbeiten ab. Aber wir wollen die Roboter noch bessermachen. » Die Forscherin und ihr Team feilen an einer Software, die den Roboter zum Gegenspieler der Patientin bzw. des Patienten macht. «Wenn der Roboter den Patientinnen und Patienten alles vormacht, ist der Lerneffekt gering», erklärt sie. «Also muss er sie zu Fehlern verleiten, bis sie entgegenhalten. » Den Punkt zu finden, an dem der Ansporn noch nicht dem Frust weicht, ist das Ziel der Experimente, die Laura Marchal-Crespo demnächst durchführt. Im Unterschied zur Chirurgie, sagt sie, wisse man bis heute nicht genau, wie eine Rehabilitation im Körper ablaufe. «Deshalb geschieht hier vieles über die Trial-and-Error-Methode.»

«Robotik ist nicht alles in der Medizin»

Interview mit Prof. Dr. Marco Caversaccio

Prof. Dr. Marco Caversaccio, Klinikdirektor und Chefarzt an der Universitätsklinik für Hals, Nasen, Ohren und Gesicht.

Prof. Caversaccio, die Arbeit mit Robotern verlangt von den Chirurginnen und Chirurgen, dass sie sich darauf verlassen, den Roboter vertrauen zu können. – Gelingt das immer? Letztendlich obliegt es ja den Menschen, Entscheidungen zu treffen.
Es gibt verschiedene Arten von Robotern: ganz autonome und solche, die die Chirurgin oder den Chirurgen unterstützen. Wir arbeiten in Bern bei den Cochlea-Implantationsoperationen roboterunterstützend. Die Chirurgin oder der Chirurg fällt bei gewissen Teilschritten die Entscheidung immer noch allein und kontrolliert den chirurgischen Ablauf mit dem Roboter. Bei autonomen Robotern muss man sehr viel Vertrauen in die Technologie aufbringen; da kann sicher einmal ein mulmiges Gefühl aufkommen.

Cochlea-Implantate stellen ein tolles technisches Hilfsmittel dar, doch Gehörlosigkeit hat auch psychosoziale Aspekte, die bekannt sind und beachtet werden müssen. Worauf gilt es hier besonders zu achten? Welche Rolle spielt hier die Audiologie?
Die Audiologie spielt eine sehr wichtige Rolle. Sie ist Anlaufstelle und «Auffangbecken» für Hörprobleme im Alltag und hilft bei der Diagnostik und der postoperativen Versorgung von Kindern und Erwachsenen. Für die Patientin oder den Patienten zählt vor allem, wie sie oder er sich im Alltagsleben wieder zurechtfinden kann, beispielsweise telefonieren, fernsehen oder in einem Restaurant kommunizieren kann. Zusätzlich ist die Integration in den Berufsalltag und für die Kinder die schulische Entwicklung von hoher Priorität.