Robotik in der Medizin
Jahresbericht

Der Autopilot für Chirurgen

Seit Anfang der 1990er-Jahre revolutioniert die Medizinrobotik die Operationssäle. Sind die Roboter heute in erster Linie Handlanger der Chirurginnen und Chirurgen, wird in Labors und Forschungskliniken bereits an intelligenten Assistenten getüftelt.

Im ausgehenden 15. Jahrhundert schlich sich der Erfinder und Visionär Leonardo da Vinci nachts auf Friedhöfe und sezierte im Verborgenen Leichen, um das Innere des menschlichen Körpers zu erforschen. Aber erst die aufgeklärte Medizin des 18. Jahrhundert beachtete seine Aufzeichnungen. Dafür hält da Vincis Ruhm als Pionier der Anatomie noch heute an: Der bekannteste Medizinroboter trägt seinen Namen.

Der Da Vinci, hergestellt in Kalifornien, Kaufpreis rund 2 Millionen Dollar, entwickelte sich nach anfänglichen Schwierigkeiten zu einem weltweiten Verkaufsschlager. Über 2 500 Exemplare sind in den USA im Einsatz, mehr als 600 in Europa. Der Roboter ist der perfekte Handlanger für Chirurginnen und Chirurgen. Seine vier Greifarme führen mikroskopische Instrumente und Minikameras in den Körper ein, zittern nicht und werden nie müde.

Die Kameras senden Bilder in 15-facher Vergrösserung auf einen 3D-Bildschirm. Der Joystick skaliert die Handbewegung der Operateurin oder des Operateurs bis zum Zehnfachen herunter. «Wenn sie von Hand ein Achtel einer Traubenhaut abschälen, am Fruchtfleisch eine Operation ausführen und die Haut wieder annähen wollen, werden Sie scheitern», sagt Stefan Weber, Professor für Robotik am Berner Forschungsinstitut ARTORG. «Mit dem Da Vinci können Sie das.»

Eine Million pro Gerät

Der Roboter entlastet den Chirurgen: Er operiert bequem aus einem Cockpit und muss sich nicht mehr stundenlang über die Patientin bzw. den Patienten beugen. In einer australischen Studie von 2016 wurden manuelle und robotergestützte Prostataentfernungen verglichen. Die Studie fand heraus, dass die üblicherweise drei- bis vierstündige Operation mit einem Da-Vinci-Roboter im Schnitt eine halbe Stunde kürzer dauert. Die Patientinnen und Patienten ein bis anderthalb Tage früher aus dem Spital entlassen. Anstatt wie bis anhin die ganze Bauchdecke zu öffnen, reichen fingerbreite Einschnitte, um die Greifarme des Roboters einzuführen.

Heute werden in den USA bereits 90 Prozent der urologischen Operationen mit Robotern wie dem Da Vinci oder den Konkurrenzprodukten namens Zeus und Hermes ausgeführt, in der Schweiz sind es etwa 80 Prozent. Gemäss einer 2016 veröffentlichten Studie der International Federation of Robotics (IFR) wurden zwischen 2015 und 2016 weltweit 1 600 Medizinroboter für durchschnittlich eine Million Dollar pro Gerät verkauft, hauptsächlich in der grössten und am schnellsten wachsenden Chirurgie-Robotik. Gemäss Schätzung des Verbands wurden 2017 rund 2 000 Medizinroboter verkauft, zwischen 2018 und 2020 sollen gar über 10 000 Roboter erworben werden.

Die Chirurginnen und Chirurgen schätzen die Geräte inzwischen so sehr, dass Spitäler, die gutes Personal wollen, einen solchen Roboter haben müssen. Der «Tages-Anzeiger» berichtete 2016, dass das Zürcher Stadtspital Triemli eine Facharztstelle für Prostatakrebs erst neu besetzen konnte, als es einen Da-Vinci-Roboter anschaffte. In der Schweiz gibt es heute fast 30 dieser Geräte, womit die Medizinroboterdichte hierzulande weltweit eine der höchsten ist.

Dabei ist die Geschichte der robotergestützten Operationen noch jung: Die ersten führten amerikanische Ärzte in den 1990er-Jahren aus. Der Robodoc war der erste Verkaufsschlager. Er sägte künstliche Hüftgelenke präziser zurecht als dies ein Chirurg tun konnte. Die nächste Generation war bereits der Da Vinci. Doch auch dieser ist trotz Modernisierungen immer noch lediglich ein Handlanger der Chirurgin bzw. des Chirurgen.

Autopilot für Chirurgen

In Labors wird bereits an der Zukunft der Medizinrobotik geforscht, damit aus den Handlangern von heute intelligente Assistenten werden. Im bayerischen Oberpfaffenhofen, einem Standort des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, werden Roboter entwickelt, die beim Agieren sich bewegende Organe wie das schlagende Herz miteinberechnen: So könnte man Herzoperationen künftig auch minimalinvasiv durchführen und müsste den Brustkorb nicht mehr öffnen. Andere Institute entwickeln Roboter mit so kleinen Greifarmen, dass man diese durch Körperöffnungen einführen kann. Selbst Mikroroboter mit Kamera und Eigenantrieb, die im Körper Gewebeproben entnehmen oder gar Krebszellen selbst bekämpfen könnten, könnten in einigen Jahren klinische Routine sein.

«Die Medizinrobotik der Zukunft wird Chirurginnen und Chirurgen nicht nur assistieren», sagt Stefan Weber, „er wird in Teilautonomie auch einfache Aufgaben übernehmen. Roboter werden so wichtig wie Autopiloten für die Luftfahrt.» Diese Entwicklung, gibt Weber zu bedenken, werfe auch ethische Fragen auf. Wer haftet, wenn der Roboter einen Fehler macht? Nächstes Jahr beginnt am ARTORG Center for Biomedical Engineering Research zu diesem Thema ein Forschungsprojekt mit dem Medizinethiker Prof. Dr. Andreas Müller von der Universität Bern.

Doch der nächste grosse Schritt, die Ablösung der Da-Vinci-Generation, wird mit futuristischen Technologien wenig zu tun haben. Die Firma Medtronic wird in den nächsten Jahren einen Roboter lancieren, der sich vom Da Vinci in erster Linie in einem Punkt abhebt: Er wird günstiger sein. «Auch Regionalspitäler werden sich die Technologie leisten können», sagt Prof. Dr. Ralph Schmid, Chef der Thoraxchirurgie am Inselspital. «So gelangt die Robotik nach der Spitzen- auch in die Alltagsmedizin.»