MEHR KRAFT UND FEINGEFÜHL 02.10.2014, 14:45 Uhr

Besser operieren mit hydraulischen Endoskopen

Minimalinvasive Verfahren, bei denen nur kleine Schnitte in die Haut notwendig sind, kommen immer häufiger in der Chirurgie zum Einsatz. Bisher mussten Ärzte dabei aber viel Kraft aufwenden – wodurch Präzision verlorenging. Fraunhofer-Forscher bieten statt der bislang primitiven Mechanik nun hydraulische Technik an.

Operation mit dem Endoskop: Fraunhofer-Forscher haben hydraulische OP-Werkzeuge entwickelt, in denen die bisher üblichen Seilzüge durch eine sterile, für den Menschen unschädliche Flüssigkeit ersetzt wurden. Damit lässt es sich präziser arbeiten. 

Operation mit dem Endoskop: Fraunhofer-Forscher haben hydraulische OP-Werkzeuge entwickelt, in denen die bisher üblichen Seilzüge durch eine sterile, für den Menschen unschädliche Flüssigkeit ersetzt wurden. Damit lässt es sich präziser arbeiten. 

Foto: dpa/mail@photowerkstatt.de

Den Begriff Bowdenzug kennt wohl nicht jeder, die Technik aber schon: Drahtseile, die durch eine relativ starre Hülle geführt werden. So funktionieren die einfachen Bremsen an Fahrrädern oder der Drahtauslöser am Fotoapparat. Die Fahrradbremse lässt sich auch gut mit heutigen endoskopischen Geräten vergleichen: Man drückt eine Klammer zusammen, und am anderen Ende greift eine andere Art Zange zu. Das funktioniert zuverlässig, lässt sich aber nicht immer leicht dosieren, gerade dann, wenn der Seilzug viele Windungen hat.

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Hoher Reibungsverlust bei Draht-Technik

Ärzte, die mit dieser Technik innere Organe untersuchen oder operieren, haben das gleiche Problem. Je gewundener der Weg des Drahtes, desto schwieriger ist es, die Kraft zu übertagen und exakt zu dosieren. Besonders problematisch ist das, wenn die Spitze des Endoskopes abgewinkelt werden muss. „Das erfordert viel Geschick und auch Kraft seitens des Operateurs. Im Prinzip hat sich diese Antriebsvariante seit Beginn der Endoskopie nicht geändert“, sagt Timo Cuntz, Wissenschaftler der Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie PAMB in Mannheim, die zum Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA gehört.

Hydraulische Instrumente entlasten Chirurgen bei der Arbeit mit dem Endoskop. Die Greifkraft an deren Spitze ist höher, die Ärzte können präziser operieren. 

Hydraulische Instrumente entlasten Chirurgen bei der Arbeit mit dem Endoskop. Die Greifkraft an deren Spitze ist höher, die Ärzte können präziser operieren. 

Quelle: Fraunhofer IPA

Die Greifkraft, die an der Spitze ankomme, sei aufgrund der mechanischen Reibungsverluste relativ gering, erklärt Cuntz. Die Alternative: Hydraulische Werkzeuge, in denen die Seilzüge durch eine sterile, für den Menschen unschädliche Flüssigkeit ersetzt sind. Der Chirurg bewegt damit einen Zylinder mit einer Feder, die das medizinische Instrument steuert. Das neu entwickelte Gerät lasse sich auch an eine Pumpe anschließen, die so viel Druck in der Leitung erzeugt, dass Gewebe gezielt entfernt werden kann, sagt Ingenieur Cuntz.

Besonders dünne und biegsame Schläuche

Besonders nützlich ist das, wenn das Instrument über lange, gekrümmte Wege geführt werden muss, etwa im Verdauungstrakt. Mit der hydraulischen Technik lassen sich besonders dünne und biegsame Schläuche herstellen. Die Forscher arbeiten derzeit an einem Instrument mit einem Außendurchmesser von nur drei Millimetern. Damit sei es möglich, über natürliche Öffnungen in den Körper zu gelangen und beispielsweise den Blinddarm zu entfernen. Minimalinvasive Blinddarmoperationen gibt es heute schon, sie sind aber nicht bei jedem Patienten machbar.

Im November präsentieren die Forscher ihre Techniken auf den Messen Compamed  und Medica, die parallel am 12. November in Düsseldorf starten.

Ein Beitrag von:

  • Werner Grosch

    Werner Grosch ist Journalist und schreibt vor allem über Technik. Seine Fachgebiete sind unter anderem Elektromobilität, Energie, Robotik und Raumfahrt.

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