Behandlung von AMD Forschungsprojekt: Roboter setzt Spritzen präzise in Netzhaut

Dass medizinische Roboter präziser agieren können als menschliche Fachleute, geben inzwischen sogar viele Chirurginnen und Chirurgen zu. Doch die aufwändige Vorbereitung von Roboter-OPs dauert bislang noch viel zu lang. Der von Prof. Mohammad Ali Nasseri von der Technischen Universität München (TUM) entwickelte neue Roboter-Assistent für Augen-OPs bei altersbedingter Makuladegeneration (AMD) ist in knapp fünf Minuten startklar. Gleichzeitig ist er in der Lage, wie aktuell bei der Behandlung von AMD üblich, Spritzen in die seitliche Netzhaut zu setzen. Der Wirkstoff landet mit einer Abweichung von nur 15 Mikrometern präzise am richtigen Ort und kann dort einen Wachstumsfaktor blockieren, der ungebremst zur Erblindung von Betroffenen führen würde.

Der von Prof. Nasseri und seinem Team entwickelte Prototyp besteht aus einer fahrbaren Plattform mit Drehscheibe und einem hochsensiblen Roboterarm. Die Sensoren lokalisieren automatisch das Auge und die Iris. „Wir haben die neuronalen Netze entsprechend trainiert, damit der Roboter die für die Operation perfekte Position in weniger als fünf Minuten einnehmen kann“, so Nasseri, der am Lehrstuhl für Medizinische Autonomie und Präzisionschirurgie, der zum Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (TUM MIRMI) gehört, forscht. Normalerweise dauert die Vorbereitung für roboterunterstützte Operationen bis zu eine Stunde.

Zum idealen OP-Vorbereitungsprozess gehört, dass die bewegliche Plattform zentimetergenau an das Behandlungsbett heranfährt, die robotischen Instrumente millimetergenau über dem Bett in Stellung bringt und letztlich mikrometergenau operieren kann. „Der letzte Schritt ist die größte Herausforderung“, so Nasseri. Das Auge kann sich während der Operation trotz Betäubung unwillkürlich bewegen. Um diese geringfügigen und langsamen Bewegungen zu bemerken, setzen die Forschenden einen optischen Köhärenztomographen (OCT) ein, der andauernd Bilder von der Netzhaut macht. Um diese Bewegung nachzustellen und zu simulieren, ließen die Forschenden ein künstliches Auge sinusartige Bewegungen ausführen. Der neue Präzisionsroboter schafft es, diese Bewegungen über eine ganze Minute hinweg mitzugehen. So kann das Medikament mit einer Abweichung von 25 Mikrometern eingebracht werden, also 0,025 Millimeter genau. „Das ist immer noch völlig ausreichend für solche Einsätze“, so Prof. Nasseri.

Bevor der Roboter erstmals an Patienten eingesetzt wird, folgen Tests an Schweineaugen. Klinische Studien am Menschen sind in einigen Jahren geplant. Der Direktor der Abteilung für Augenheilkunde, Prof. Peter Charbel Issa, erwartet, dass durch die robotergestützte Verabreichung von Medikamenten künftig Komplikationen wie Entzündungen seltener auftreten.