Neuartiges Instrumentenwechselsystem

Das automatische IWS, das von Medizintechnikern und Maschinenbauern im Rahmen eines Forschungsprojekts konzipiert wurde, basiert auf der kapselförmigen Ausführung der Sensoren und Effektoren laparoskopischer Instrumente (zum Beispiel Präparierzangen oder Gewebescheren). Die Kapselform erlaubt den automatisierten Austausch der Instrumente mittels Hydrauliksystems, ohne die Baugröße konventioneller Instrumente zu überschreiten. »Durch ein Revolvermagazin können bis zu fünf verschiedene Instrumentenkapseln außerhalb des Körpers positioniert werden«, erklärt Projektleiter Dominik Kaltenbacher: „Je nach ausgewähltem Instrument wird der Instrumentenspeicher so lange gedreht, bis die entsprechende Kammer mit dem permanent im Körper verbleibenden Arbeitskanal fluchtet.“ Die Kapsel wird hydraulisch bis an das distale Ende des Kanals vorgeschoben. Beim Austausch sorgt ein Unterdruck im Hydrauliksystem für das Rückholen der Kapsel in den Instrumentenspeicher und der Vorgang für das neu ausgewählte Instrument kann von vorne beginnen.

Das hydraulische System spielt auch als Antriebsmechanismus der Greifkinematik des Effektors eine wichtige Rolle. Hierfür wird die Kapsel bis zum distalen Ende des Arbeitskanals gegen einen Anschlag bewegt. Eine weitere Erhöhung des Drucks bewegt in der Instrumentenkapsel einen Hydraulikzylinder, dessen Bewegung mittels eines Getriebes auf den Effektor übertragen wird und ihn schließt.

Derzeit werden bei minimal-invasiven Eingriffen im Bauchraum laparoskopische Instrumente primär manuell gewechselt. Der Chirurg entfernt das zu wechselnde Instrument, übergibt es dem OP-Personal und führt anschließend das neue Instrument ein. „Diese umständliche Prozedur eröffnet uns ein enorm großes Kosten- und Zeiteinsparungspotenzial, da in der minimalinvasiven Chirurgie die notwendigen Instrumente durch Arbeitskanäle bis zu 100 Mal manuell ausgewechselt werden müssen“, verdeutlicht Timo Cuntz, ebenfalls Projektleiter, die Bedeutung des Projekts.


COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA